天文摄影和后期处理入门（一）

随着四月的到来,北半球气温回升,春暖花开。因为冬天太冷而蛰伏的爱好者们,可以开始行动起来,投入星空的怀抱了。今年我们的“观测攻略”系列文章,将主要和大家一起探讨天文摄影和图像后期处理的基本方法,同时兼顾一些特殊天象的观测方法介绍。本系列走过这几年,得到了大家的支持和厚爱,作者在此致以最诚挚的感谢。对本系列有任何意见或建议,欢迎发邮件到我的邮箱：universezx@bjp．org．cn。让我们共同将这个栏目办得更好!     

天象仪的史前史话㈠

我们知道,天象仪涵盖了天球仪和行星仪（即太阳系仪）两类古天文仪器的功能。一般的天象仪和天文馆的研究学者都认为天球仪和行星仪发展到20世纪初,结合在一起,就是现代的天象仪。因此,他们把天球仪和行星仪的诞生和发展,视为天象仪的史前史。这部分历史与古天文仪器史重合,可读性、知识性都很强,从这一期开始笔者拟以图说的形式,向大家介绍不同历史时期具有代表性的天球仪和行星仪,并阐述这些宇宙模型与现代天象仪之间的内在关系。     

行星无人探测车地形重构技术综述

多个行星探测车已在月球和火星表面成功漫游,高分辨率、高精度的行星表面地形数据是行星无人探测车在行星表面行进和科学探测的基础,是行星无人探测车进行路径规划和安全避障的基本保证,对人类认识和开展月球及深空探测活动具有重大意义。对这一技术的研究现状展开综述,首先对过去在行星表面成功展开漫游的无人探测车及其地形重构技术方法进行简要介绍,包括3个月球车:Lunokhod 1、Lunokhod 2、玉兔号和4个火星车:旅居者号、勇气号、机遇号、好奇者号。其次对地形重构过程中的核心环节立体匹配的不同方法进行比较,分析了目前国内外应用于行星无人探测车地形重构的立体匹配算法及其特点。最后,对行星无人探测车地形重构研究存在的问题进行分析,提出了今后的研究重点及方向。     

天然卫星CCD精确定位的最新进展

天然卫星CCD精确定位观测对于宇宙飞船探测外行星、行星物理的研究以及天文参考系的连接等方面都有重要的意义．文章介绍了长焦距望远镜CCD观测天然卫星所遇到的各种困难以及解决问题的方案．重点评介了CCD图像处理和归算方法．最后,介绍了影响天然卫星位置测量精度的各种因素及最新观测结果的精度．     

星野摄影的那些事儿(四)

(接上期)当大家完成一次拍摄后,都会迫不及待地上传社交媒体来分享自己的作品。而不经过后期处理的图片很难展示出灿烂的星空。现如今,各种方便又实用的图像处理软件日益增多,爱好者们也用它们开发出一套使用技巧,可以说,几乎所有星野摄影在后期处理时最终都要回归到本文介绍的内容,下面为大家详细阐述。     

太阳系起源基本问题的评述

本文简要地评述了各种太阳系起源学说关于行星的物质来源、行星的形成方式、太阳系有序结构的形成等基本问题的主要观点 ;介绍了作者创立的太阳系自组织进化论新学说的基本观点     

傲游太阳系必备软件

SharpCap是一款简单易用的行星摄影软件,受到很多天文摄影爱好者的青睐。虽然天文相机厂家都有配套的软件,如QHYCCD的EZPlanetary,ASI的ASICAP,但这些软件只有自己品牌的相机可以使用。目前,在行星摄影界主流的拍摄软件有SharpCap和FireCapture,对于刚入门的爱好者,笔者更推荐前者,下面为大家详细介绍。     

VLBI数据软件相关处理方法研究

VLBI技术是 2 0世纪 6 0年代后期发展起来射电干涉新技术 ,自 2 0世纪 70年代至今VLBI数据预处理主要采用硬件相关处理机。近年来随着通用计算机性能的大幅度提高 ,利用软件方法对VLBI数据进行相关处理逐渐成为可能。介绍了国内外VLBI软件相关处理机的研究进展情况和VLBI数据相关处理的基本数学模型。针对实际软件相关处理方法研究中数学模型应用和各类参数选取等情况作了详细介绍。根据现有数据处理精度和处理速度 ,进一步分析了提高软件相关处理速度的可能性。     

行星大样本演化的研究进展

随着系外行星观测样本的大量积累,大样本演化方法作为天体物理的重要方法,继在恒星物理中广泛应用后,在行星统计特征的研究中开始变得更加重要。行星大样本演化方法就是通过简化的行星形成演化模型,对大量初始条件(原行星盘参数)和边界条件(星周环境)同时进行模拟,给出行星的各种统计性质,并直接与观测上的行星样本统计特征做比较。该方法对于限制行星形成和演化的理论模型具有重要意义。对行星大样本演化模型进行概述,简要介绍了行星大样本演化的主要统计结果和最新进展,并对其未来发展作出了展望。     

行星形成数值模拟的研究现状与未来需求Ⅱ:行星迁移、核吸积以及大气逃逸

介绍了行星形成涉及到的几个重要阶段,如行星迁移、核吸积和大气逃逸的基本物理过程和数值模拟研究现状。行星迁移会影响行星的轨道偏心率和倾角,并改变原行星盘的结构;核吸积是决定行星演化为类地行星或者类木行星的关键因素;大气逃逸对行星的气候和演化产生重要影响。这些过程均涉及到复杂的辐射磁流体动力学过程,早期的理论研究往往采用很多人为的简化假设。随着超级计算机计算能力的提高和磁流体数值模拟算法的日渐成熟,人们已经可以对这类复杂的非线性动力学问题开展直接的数值模拟研究,克服了早期理论研究中人为假设的局限。但是,目前人们开展的研究主要基于磁流体动力学数值模拟,对辐射转移如何影响磁流体动力学过程的研究还比较欠缺。强调了进行辐射磁流体动力学数值模拟的必要性和紧迫性。针对辐射磁流体数值模拟程序的开发,从辐射转移,磁场的处理,吸积盘的自引力、三维效应、非理想效应和尘埃的效应等方面提出了相应的技术需求。介绍了本研究领域内发展辐射磁流体数值模拟的策略。     

达人必知的CCD常识

随着技术的发展,数码相机和CCD在爱好者中越来越普及,对这些拍摄工具,大体上了解一点工作原理,十分有利于我们提高摄影技巧及学习后期的数码处理。本文聊作抛砖引玉之用,和大家分享一下笔者的学习心得,希望和同好们共同交流、提高。     

VLBI数据软件相关处理方法研究

VLBI技术是20世纪60年代后期发展起来射电干涉新技术，自20世纪70年代至今VLBI数据预处理主要采用硬件相关处理机。近年来随着通用计算机性能的大幅度提高，利用软件方法对VLBI数据进行相关处理逐渐成为可能。介绍了国内外VLBI软件相关处理机的研究进展情况和VLBI数据相关处理的基本数学模型。针对实际软件相关处理方法研究中数学模型应用和各类参数选取等情况作了详细介绍。根据现有数据处理精度和处理速度，进一步分析了提高软件相关处理速度的可能性。     

行星形成数值模拟的研究现状与未来需求Ⅰ:原行星盘中的气体与尘埃动力学

行星在气态的原行星盘中形成,而行星形成的全过程几乎都与原行星盘中气体与尘埃的动力学密不可分。原行星盘中气体与尘埃的动力学过程涉及包括非理想磁流体、化学、热辐射、非热辐射、空气阻力等诸多效应的作用以及它们之间的相互耦合,因而关于行星形成问题的研究往往需要进行数值模拟,并对计算工具有着很高的要求。对研究行星形成问题所涉及的物理过程进行概述,简要介绍这些研究中主要使用的数值方法/算法,以及国际上与之相关的最新进展。最后,对未来行星形成领域的发展及其对数值工具的需求作以展望。     

行星摄动力对太阳活动的调制

本文采用天体力学方法，考虑太阳系九大行星对太阳表面局部区域的摄动力，建立了太阳表面受行星起潮力的数值计算模型．利用此模型，针对历史上发生的100个大太阳耀斑事件，计算各耀斑区耀斑发生前后所受行星起潮力的变化．从耀斑发生的时间分布统计得到：在100个耀斑中，有75个耀斑发生在行星综合起潮力合力极大前后三天内．证明行星摄动对太阳活动有调制作用．最后，本文还对太阳活动起源、活动周期等问题进行了简要的讨论．     

漫谈太阳系大家族（一）

在浩瀚的宇宙中,我们最熟悉的家族要属太阳系了。太阳系位于银河的一条旋臂上,由恒星太阳和八颗大行星、矮行星、以及行星的卫星、小行星、彗星以及各种星际物质组成。而他周围的诸多天体,在引力的作用下,也围绕着太阳做周期运行,自1959年以来,人们就陆续通过空间探测来研究太阳系。下面就为大家介绍太阳系的诞生,构成、运动及变化,近距离接触与地球同生共息的伙伴,看清他们的真实面貌。     

一部全面介绍行星科学的专著

近日,笔者有幸看到了一本新书—《行星科学》,既阅之,如入新园,目不暇接。行星是什么？在半个多世纪以前,这主要是天文学家们关心的问题,而且是猜想多于实测。自进入空间时代以来,航天器已能穿越到地球的大气层之外进行观测,还有众多的飞船对那些行星和不少小天体进行了近距探测,有的甚至还着陆到行星的表面作实地考察。     

HD 12661行星系统构形的形成与稳定性

最近的多普勒观测表明恒星HD 12661周围存在两颗中等偏心率轨道上运行的行星,内行星的最小质量为2．3木星质量,轨道周期为263．6天;外行星的最小质量为1．57木星质量,轨道周期为1444．5天．该系统的稳定性要求两颗行星处在平运动轨道共振．用数值方法研究了该系统形成初期在恒星气体盘作用下的轨道迁移与稳定性,计算了行星在迁移中被平运动共振俘获的概率．发现这两颗行星目前很可能正处在11:2平运动共振边缘,且运动是混沌的,从而澄清了关于系统目前构形的不同说法,并且很可能在系统形成后行星迁移到目前构形时,气体盘几乎消失了．     

小行星主带上单个行星的质量上限

介绍了N体模拟的Hermite算法,并利用该算法研究了不同质量行星在小行星主带上轨道的演化情况．采用的演化模型是太阳系N体模型(N=7),即把水星、金星、地球的质量加到太阳上,忽略冥王星,同时在小行星主带附近增加一个假想行星,系统演化时间为1亿年．数值模拟显示能够稳定存在于小行星主带上的单个天体的质量上限其量级为10~(25)kg．模拟同时还显示在某些情况下,假想行星与木星之间的低阶共振可以增强系统的稳定性．     

行星状星云测距的研究现状

行星状星云是研究恒星演化、星际介质与星系化学形成历史与演化等问题的重要探针。距离是行星状星云的基本物理参数,对研究其大小、光度、电离质量、形成率、空间密度和在银河系内的分布等性质至关重要。河内行星状星云距离的研究已有几十年历史,但其测距结果的准确性普遍偏低,仅有31颗距离的不确定度在20%内。概述了行星状星云测距的9种主要方法,即:三角视差法、星团成员法、膨胀视差法、分光视差法、红化方法、Na D线吸收法、中心重力法、统计方法、运动学方法。着重介绍运动学测距法,用于测量受银道面上消光严重或没有可观测中心星但射电较明亮的行星状星云距离,为将来进一步的测距工作提供参考。     

太阳系外行星的凌星观测研究

为对太阳系外行星的物理参数进行更精确估算,利用山东大学威海天文台/威海市天文台的1 m反射望远镜,对7颗已知具有行星系统的恒星:TrES-1、TrES-3、XO-2、WASP-1、WASP-2、WASP-3、HAT-P-7,进行了凌星现象的观测研究.介绍观测和数据处理的基本情况,给出凌星光变曲线结果及由之推算出的一些行星参数.在总结结果并加以分析的同时,展望下一步将进行的更为深入细致的研究.