2012年6月6日金星凌日Hα色球观测

赵世清，李琼英，冯永利，马开全，林 隽，吴铭蟾

（中国科学院云南天文台，云南昆明 650011）

2012年6月6日金星凌日Hα色球观测

赵世清，李琼英，冯永利，马开全，林 隽，吴铭蟾

（中国科学院云南天文台，云南昆明 650011）

云南天文台全日面Hα色球望远镜完成了2004年6月8日、2012年6月6日，两次为一组的金星凌日天象的观测。主要介绍2012年6月6日金星凌日观测和相应时刻的太阳Hα色球资料。

金星凌日；Hα色球；太阳活动；图像

金星离地球最近，是星空中除月亮外最亮的行星。金星运行到太阳和地球之间时，从地球上看到太阳表面有个小黑点（金星）在缓慢移动，这就是历代科学家倾心关注和研究的“金星凌日”天象。金星凌日每隔243年出现4次，以两次凌日为一组，两次凌日间隔8年。迄今为止，人类观测记录了7次金星凌日现象。

最早的金星凌日现象，由著名德国天文学家开普勒于1631年首次预言。1639年英国天文学家霍罗克斯首次实现了金星凌日预言的观测和记录。科学家们注意到1631年和1639年金星凌日后的70年，黑子周期曾经近乎终止；太阳活动也似乎休眠的长期现象；可能预示了金星凌日影响到太阳能量的输出。通过金星凌日的观测研究，天文学家首次发现了金星表面大气的存在。利用金星凌日的大量数据，首次测算了日地距离［1］；借助这种方法，天文学家正在寻找其它恒星周围的大行星。2012年6月6日金星凌日期间，哈勃望远镜将观测月球表面亮度情况，推测金星凌日时太阳光强度的微小变化。

目前，人类已经发射了40多个与获取金星资料有关的空间探测器，仍有科学家通过地面观测金星凌日，继续探索研究金星大气的成分和未知的现象。本次“金星凌日”，为深入研究金星提供了难得的良好机会。

云南天文台全日面色球望远镜，承担太阳Hα色球常规观测，以及其它与太阳物理研究相关的任务［2-3］。同时，观测了2004年6月8日［4］和2012年6月6日，两次同为一组的金星凌日。两次金星凌日，分别投影在太阳球面的南、北高纬区域（图1、图2），均未出现金星掩盖色球活动区，以及其它伴随现象。金星凌日过程中，若出现金星掩食太阳活动体，或者太阳Hα色球发生某种特殊事件，是云南天文台全日面色球望远镜实时监测中关注和探讨的现象。

1 仪器概况及运行状态

云南天文台全日面色球望远镜位于昆明东郊凤凰山，φ=+25°01'32″，λ=102°47'19.″35，h=1 998m。望远镜口径18 cm，滤光器中心波长656.278 nm、透过带半宽0.05 nm。使用Alta 3 072×2 048 16 bit CCD数字成像终端。图像空间分辨率≤2″，最短拍摄间隔为15″，观测系统时间误差≤1″。

2012年6月6日金星凌日前，云南天文台全日面色球望远镜、圆顶主体及电控系统，均处于改造和改造后的调试阶段。同2004年6月8日金星凌日观测时相比，其光学系统的成像效果不是最好状态。

图1 2004年6月8日金星凌日位置序图Fig.1 The Venus transit observed in June 8，2004

图2 2012年6月6日金星凌日位置序图Fig.2 The Venus transit observed in June 6，2012

Fig.1-Fig.2 The transit of the Venus across the solar Hαchromospheric disk，represented by the positions of the Venus on the disk at different times before and after themiddle of the transit

经过短暂应急准备后，高分辨率数字成像终端CCD的应用，一定程度上补偿了光学成像质量的不足，保证了金星凌日和Hα色球资料的观测。2012年6月6日（230356UT—045052UT）共拍摄到338幅FITS格式的原始资料。但由于气候条件影响，只记录了金星入凌以后的过程，以及金星出凌内切、外切资料。

2 色球活动区及资料

全日面色球望远镜2012年6月6日金星凌日观测，其原始数字图像（FITS文件）与2004年6月8日相比，分辨率有所改善。

2012年6月太阳活动处于中等活动水平。2012年6月6日有12个色球活动区（按NOAA划分）在太阳圆面上；色球南半球5个，北半球7个，并存在多个宁静暗条（图3）和小的边缘宁静日珥（图6）。

021426 UT太阳西南边缘11492活动区（NOAA）W66S23处，发生一个 SN级Hα色球耀斑（图4）。耀斑开始于021426 UT，021651 UT达到极大，0222155 UT结束。此时，金星运行到太阳球面坐标W22N33位置。在太阳色球光学耀斑爆发之前约两分钟，NOAA（02∶12 UT）记录到位于W 87S18的11492活动区爆发C1.8级X耀斑［5］。

图3 2012年6月6日金星凌日太阳Hα色球活动情况和金星图像资料Fig.3 The Hαsolar full-disk observations of the Venus transit by the chromospheric telescope of the Yunnan Observatory in June 6，2012

3 金星观测图像及资料

2012年6月6日金星凌日色球观测，在阅览资料上的金星图像周围，显示有异常现象。金星凌日以往的观测和研究结果，没有这些异常现象的记述。对其信息的质疑，有助于相关学科开展更深入的分析研究。

目前，通过太阳色球原始实测资料、常规处理结果的初步查验和比对；这些异常现象，是云南天文台全日面Hα色球望远镜观测中记录到的真实信息。

图4 2012年6月6日金星凌日时发生的耀斑Fig.4 The flare observed by the chromospheric telescope of the Yunnan Observatory in June 6，2012

3.1 原始金星图像资料

为使金星原始信息不受影响或丢失，只进行色球图像中心整幅旋转，达到太阳球面方向定位。原始数字图像整幅旋转定位后，其细节信息不会发生改变。在适宜显示金星图像的状态下（在金星图像显示数值范围内），太阳Hα色球背景细节模糊，金星基本轮廓清晰（图5）。金星圆面周围边缘，有非均匀阴影环绕。这些阴影随着观测时间的不同，其位形、亮暗都在改变。同时，有少量近似线状的阴影，沿径向分布并逐渐减弱。

3.2 色球常规方法处理金星图像

为预览或展示Hα色球观测资料，便于研究资料（FITS）的挑选。首先确定色球图像圆面中心和方向旋转定位，完成数字中值滤波、多点平滑、图形格式转换中数值显示范围的确定（FITS转换为JPGE）。目的是增强Hα色球原始图像的数字信号，提高色球结构的清晰度（图3）。

经过常规处理后，金星图像周围原本稍亮的边界，成为不规则的亮带或“晕环”；原来的阴影区域出现了辐射状黑色细丝（图3局部框图、图6）。

图5 2012年6月6日太阳局部色球背景的金星原始数字图像Fig.5 Images of the Venuswith the Hαsolar full-disk background observed in June 6，2012

图6 2012年6月6日太阳局部色球背景的金星图像及边缘“晕环”Fig.6 Images of the Venus halo with the Hαsolar full-disk background observed in June 6，2012

3.3 讨论

比较原始的（处理前）和处理后的观测资料认为：图像数字的基本结构相符，图像形态特征大致相同。图3、图5、图6直观地显示了资料的基本情况。2004年6月8日的金星凌日，使用8 bit CCD数字成像终端观测，其处理结果也存在不规则亮带或“晕环”现象；但未出现辐射状黑色细丝，或者黑色细丝不太明显。

这些现象，可能是望远镜光学成像系统、单色光衍射、地球大气视宁静度等因素产生的作用和效果。具体成因，有待于进一步综合分析研究。

4 金星出凌观测及资料

由于全日面Hα色球望远镜，只能观测工作波段内的太阳单色光。金星出凌外切时，在色球边缘针状物的顶部，观测到金星轮廓的一小段半弧形阴影。离开色球针状物的映射，整个金星掩没在宇宙空间背景中（图7）。所以，Hα色球望远镜观测金星出凌外切时，金星的完整轮廓，以及周围辐射状黑色细丝或“晕环”，都不能被观测到。与之相反，有观测者用不同的方法，在金星入凌外切、内切和出凌内切、外切时刻，观测到金星周围的黑色细丝或“晕环”。

全日面色球望远镜观测金星凌日期间，太阳色球向上延伸的针状物，以及时间应用系统精度、拍摄密度，对金星凌日凌终内切、外切时刻的判断产生影响。

望远镜凌终内切实测时间12∶33∶57 BT（04∶33∶57 UT），外切时间12∶50∶52 BT（04∶50∶52 UT），箭头所指为外切时金星的边缘部分轮廓（图7）。金星凌日见食情况理论预报［6］，凌终内切时间12∶32∶40 BT（04∶32∶40 BT），外切时间12∶50∶00 BT（04∶50∶00 UT）。

云南天文台全日面色球望远镜的凌终内切观测，与金星凌日见食情况理论预测（表1）相比，实测时间延后1'17″；凌终外切实测时间延后52″。

图7 色球望远镜实测凌终内切12∶33∶57 BT（04∶33∶57 UT）、外切12∶50∶52 BT（04∶50∶52 UT）Fig.7 The inner contact of the Venus transit observed at 04∶33∶57 UT，and the exterior contact observed at04∶50∶52 UT，with the solar rim（in the chromosphere）in the background

表1 昆明2012年6月6日金星凌日见食情况Table 1 The Venus transit across the sun observed in Kunm ing in June 6，2012

［1］维基百科.金星凌日 ［EB/OL］.［2012-08-30］.http：//zh.wikipedia.org/wiki/％E9％87％ 91％E6％98％9F％E5％87％8C％E6％97％A5.

［2］赵世清，李琼英，淘金萍，等.“嫦娥”探月卫星发射期间太阳活动现象监测［J］.天文研究与技术——国家天文台台刊，2008，5（1）：97-99.Zhao Shiqing，Li Qiongying，Tao Jingping，et al.Monitoring solar activity during the launch period of Chang’e I lunar satellite［J］.Astronomical Research＆Technology——Publications of National Astronomical Observatories of China，2008，5（1）：97-99.

［3］赵世清，李琼英，淘金萍，等.2009年7月22日昆明日偏食太阳色球观测 ［J］.天文研究与技术——国家天文台台刊，2010，7（2）：85-88.Zhao Shiqing，Li Qiongying，Tao Jingping，et al.Observation of the solar chromosphere during the partial solar eclipse in July 22，2009 in Kunming［J］.Astronomical Research＆Technology——Publications of National Astronomical Observatories of China，2010，7（2）：85-88.

［4］赵世清，李琼英，陈华东，等.2004年6月8日金星凌日Hα色球观测［J］.天文研究与技术——国家天文台台刊，2004，1（3）：241-245.Zhao Shiqing，LiQiongying，Chen Huadong，et al.Hαchromospheric observations of the Venus Transit on June 8，2004［J］.Astronomical Research＆Technology——Publications of National Astronomical Observatories of China，2004，1（3）：241-245.

［5］Peter Gakkagger.The flare prediction system［DB/OL］.［2012-08-30］.http：//www.solarmonitor.org/forecast.php?date=20120606.

［6］2012年中国天文年历［M］.北京：科学出版社，2012：530.

Observations of the Venus Transit across the Solar HαChromosphere in June 6，2012

Zhao Shiqing，Li Qiongying，Feng Yongli，Ma Kaiquan，Lin Jun，Wu Mingchan
（Yunnan Observatories，Chinese Academy of Sciences，Kunming 650011，China，Email：zhaoshiqing@ynao.ac.cn）

The solar telescope for full-disk observation of the Yunnan Observatory has been used for conventional observations of the solar Hαchromosphere，aswell as other related studies of solar physical［3］［4］.We used this telescope for obtaining two complete sets of images of the Venus transits across the solar Hα full-disk in June 6，2012 and June 8，2004.The Venus transits，which were in the southern and northern high heliographic-latitude regions，respectively，did not appear to cross any area of solar activity or other unusual phenomena.While observing a Venus transit，the telescope also monitored the solar Ha chromosphere for potential solar activities and special events.In total338 images（in the FITS format）were taken for the Venus transit in June 6，2012.Abnormal shade phenomena occurred around the Venus in the raw images.Through the inspection and conventional image analysis（e.g.themedian filtering），we speculate the abnormal shade phenomena are instrumental effects，possibly caused by the contribution of the telescope optics system，monochromatic ray diffraction，the atmospheric seeing，etc.Further research and analysis from various disciplines are needed for amore conclusive explanation of the phenomena.The paper describes in detail the results for the Venus transit in June 6，2012.

Venus Transit；Hαchromosphere；Sloar activity；Images

P182.2

：A

：1672-7673（2013）03-0214-05

2012-08-30；修定日期：2012-09-24

赵世清，男，高级工程师.研究方向：实测技术.Email：zhaoshiqing@ynao.ac.cn

CN 53-1189/P ISSN 1672-7673