同时拍到极光和流星雨

​【星语者】第几次追象限仪座流星雨了？正儿八经、劳师动众的也算第三回了吧。象限仪座是历史上的一个星座命名，今天已经不存在，每年1月4日前后达到极大值的象限仪座流星雨的辐射点，大约在今天的天龙座的“背部”、北斗、牧夫座之间的区域。由于靠近北天极，辐射点入夜时还在地平线以下，在北京（约北纬40°）地区辐射点快到晚10点才升上地平线，南方会更晚一些，而即使到黎明时分辐射点也到不了最高点。因此，三大流星雨之一的象限仪流星雨实际可见流量会打点折扣，通常在黎明前是最好的观测时段。而2022年的这一次，预报极大值约在4日凌晨4:50，又恰逢初二，几乎整夜没有月光干扰，成为今年内观测条件最好的流星雨。

象限仪座流星雨辐射点 模拟星空

如果说还要找一个不得不追今年象限仪流星雨的理由，那就是疫情太久，憋得太久。这2年的新冠疫情肆虐，大部分时间都被束缚在本地出不了远门，有几次计划好的旅行都被突发的地区疫情扼杀了。实在太想要一场痛痛快快的星空狂欢来驱散心中的憋闷了。

理想地点在北方，辐射点更早升起，天气也更晴朗稳定。目的地是内蒙古的明安图天文观测站，距离长沙里程接近2000公里。最需要做好准备的仍是遵守疫情防控规定的同时顺利出行，这一趟总共要进出京各两次，核酸检测只在48小时有效，为此在长沙和北京前后做了二次核酸检测。先乘飞机直飞北京，再跟北京的同好汇合驾车去明安图。翻越京北壮丽的山峦、长城，约6个小时，经过内蒙太仆寺旗、正镶白旗，眼前彻底开阔起来，是冬季的内蒙草原——是雪原。

蓝天4格

此时已快5点半，夕阳已经落在西边的天际线了。大家赶紧找了个小山头停下，因为还想试试观赏伦纳德彗星。此时的伦纳德已经经过近日点，北方已经不适合观赏，尽管天空特别通透低空非常干净，最终也只能在望远镜或相机中得到“疑似”的目标。在傍晚待了近1小时，北方的寒冷就已经给了我们警示——手脚快冻僵了。今天预报的气温零下十几度，晚上会低于-20°C。这算是为晚上的观测拍摄预热（预冷）吧。还好天空是慷慨的，带给我们美丽的维纳斯带，这一抹红色是地球大气层的光学“魔术”，而下方的深蓝则是地球自己的影子，只有在日出日落时晴朗通透的条件下才能在太阳反方向看到，这是北方冬日的见面礼。

锡林郭勒雪原上的维纳斯带 摄影：星语者

明安图镇是正镶白旗政府驻地，以清代蒙古族天文学家明安图命名。继续行车半小时，我们终于到达明安图观测站。它是中国国家天文台的一个野外观测台站，东经115°15′，北纬42°12′，海拔1365m，拥有2台20米射电望远镜，最著名的设备则是明安图射电频谱日像仪—MUSER（MingantU SpEctral Radioheliograph）,国际上也称中国射电频谱日像仪(CSRH——The Chinese Spectral RadioHeliograph )。MUSER由分列于三条阿基米德螺旋线的100面抛物面天线组成，其中包括40面4.5米口径天线和60面2米口径天线，最远的两个天线相距3.2公里。这是国际上首次实现在厘米-分米波段上同时以高时间、高空间和高频率分辨率的探测，首次形成太阳能量初始释放区的瞬间“三维”观测，类似于给太阳做快速CT，这项技术填补了日冕物质抛射(CME)在射电波段成像观测的科学空白，将极大促进太阳物理和空间天气科学的发展。美国同行和欧洲太阳射电研讨会等机构均对它给予了高度评价。

明安图射电频谱日像仪分布图与远景图 图源：国家天文台网站

因为MUSER，明安图观测站现在不仅是中国明星科研台站，也承担起科普重任。这也是我们能够来到这里观星的前提。在严格遵守明安图观测基地科普开放制度的前提下，观测站老师允许我们进入射电阵列的中心区域。

对于象限仪流星雨，由于它的活跃时段很窄，因此不少同好计划仅在天亮前几小时去拍。但我觉得这太辜负“三大”流星雨的名誉，毕竟在北纬42°地区辐射点约9点20分就升上地平线。跨越2000公里，哪怕仅仅是星空也不容错过呀。

明安图星空下的气辉爆发 摄影：星语者

在静谧的草原上，明安图20米直径的大型射电望远镜昂首矗立，威严而又略显孤独。在璀璨的冬夜星空背景中，巨大的抛物面金属镜面及支架凌驾于其他人造物之上，冷酷而又神秘。肉眼无法察觉而后期的照片能揭示的是，高海拔草原的夜空背景中，已然爆发出粉色的气辉，这种暗弱的大气发光现象没有极光那样明亮而绚丽，但同样是中高层大气在太阳电磁辐射激发下产生的光化学反应，有各种丰富的色彩。

20米射电镜的猎户座与象限仪流星 摄影：星语者

半夜气温更低了，残雪把远处的山丘染上些许白色，余下的就只有空旷而寂静。更加幽远深邃的是它上方的猎户座璀璨群星，在天文相机中，红色的星云清晰展现，包括壮丽的巴纳德环，娇艳的玫瑰星云等。还有光芒四射的天狼星，蓝白色的参宿七，橙黄色的参宿四，如此精彩而丰富的宇宙信息，仿佛都被巨大的射电望远镜所接收。11点多，开始看到明亮的流星划过，坠向南方，仿佛就落在大射电上方。

冬季银河星光璀璨，其中最为令人瞩目的，是被称为“冬夜大钻石”的群星。它由猎户座的参宿七，大犬座天狼星，小犬座南河三，双子座北河三，御夫座五车二，金牛座毕宿五这六颗亮星组成的六边形以及参宿四、五车五等星构成钻石切割面的形状。这是冬夜星空中最辉煌最精彩最集中的部分。看看这张经长时间曝光的冬季星空照片，来找一找，这个银河的珍宝盒中还有哪些星空瑰宝吧。

冬夜大钻石，银河珍宝盒 摄影：星语者

看看这张经长时间曝光的冬季星空照片，来找一找，这个银河的珍宝盒中还有哪些星空瑰宝吧。

射电频谱日像仪（MUSER）射电阵列分布于数平方公里范围内，而大多数集中于螺旋中心，也就是观测站基地附近。站在地面无法看到螺旋形的空间布局，但在众多数米直径的“铁蘑菇”丛林中抬头仰望别有一番神秘感。加上每架射电望远镜机械部的弱光红灯，点着绿灯的圆顶设备机房又好像《星球大战》中的机器人R2-D2，这一系列科幻的灯光效应仿佛把人带进了未来星际世界。一颗颗流星不断滑落，目视可见不少的明亮流星爆闪出翠绿色的火光，拖着长长的光迹划过宽达数十度的天空。也有的明亮流星发出接近白色的光芒。不过大部分流星仍然是比较暗弱的，亮度和尺度分布并不均衡。然而它们都仿佛是宇宙的信使，带着星空的秘密闪过天际，仿佛只有有心的观测者和身边这上百架射电镜才能解读到它们的密码。

还记得那“冬夜大钻石”吗？这个夜空中的巨大珍宝不断闪烁着夺目的光芒，一颗颗流星就像钻石射入你眼中的光华，它们与这一夜坠落的星际碎片，构成一幅“钻石星尘”的壮美图画。

星际科幻与钻石星尘 摄影：星语者

有一部分火流星不但带来灿烂的光华，还会有明显的流星余迹。流星掠过空中会发出大量的光和热，它会使周围的气体电离，并很快扩散形成以流星轨迹为中心的柱状电离云，这就是“流星余迹”。流星余迹由电离云和流星碎片组成。在目视的时候，火流星爆闪的亮光过后还会有一道明亮的烟尘飘过，这美景可以称为“宇宙烟花”。流星的亮光转瞬即逝，而暗些的余迹可能持续很长时间，只有在照片中可以辨认。比如我在2022.1.4凌晨拍摄的那颗火流星余迹，实际持续时间约16分钟以上。

余迹九宫格 摄影：星语者 后面更多的照片证实，这道余迹持续时间达16分钟以上

凌晨四点多，猎户座群星渐渐沉入地平线了，但夜空却一点也不平淡。首先是北面的低空，一大片绿色的气辉开始扩散开来，从北方逐渐弥漫整个天空。虽然亮星少了，但北方星空的那些星座也更加明显起来。北斗七星、北极星、天龙座、大角星、北冕座等目标走进了舞台中央，而这时候也迎来了象限仪流星雨峰值时段。辐射点也升到了约50°的高度。明亮流星的概率似乎也增加了。我的相机在自动工作着，在我使用的12mm鱼眼镜头的变形效应下，射电阵列仿佛都朝向了辐射点的方向，直接接收着一颗颗坠落的流星。而我则在星空下静静欣赏群星坠落的美景，直到天明。

明安图的象限仪流星雨 摄影：星语者 本图被选为1月8日 APOD每日天文一图

顺便提一句，每次流星雨的夜晚拍摄后检视照片，都既兴奋又烦恼，工作量很大，发现拍到的流星很高兴，可现在的天空环境越来越多的人造飞行器，比如飞机夜航灯、卫星的反光等，往往比流星更明亮、数量也越来越多。有的卫星爆闪非常惊艳，不是主角，却也能抢流星的风头。而这一晚还拍到了星链，很多颗星链卫星在凌晨4点多从东方地平线升起，并且呈交叉网格状在夜空中布下轨迹。人造飞行器的飞行轨迹看起来很有趣，但对地面上的观星者来说却很讨厌。

爆闪的卫星闪光，不是主角，却很抢眼 摄影：星语者

星轨、流星与星链 摄影：星语者

这是2022年1月4日凌晨，在象限仪流星雨期间约一小时内拍摄的堆栈合成图像。中心明亮的最像流星的闪光，其实属于一颗 人造卫星。前景是中国内蒙古明安图观测站的直径20米的射电望远镜，上面最亮的星迹是牧夫座大角星。你注意到射电望远镜下面，有一系列的十字交叉轨迹吗？它们是星链系列卫星(根据 heavens-above.com 的数据，我认为它们是 STARLINK-2139, STARLINK-2100,STARLINK-2106,STARLINK-2135,STARLINK-2101,STARLINK-1403,STARLINK- 1434,STARLINK-1316,STARLINK-1257等等)。右边的灯光轨迹则来自飞机。人造飞行器的飞行轨迹看起来很有趣，但对地面上的观星者来说却很讨厌。

STARLINK-1403 – 过境详情

STARLINK-1316 – 过境详情

​​【星语者】后来我把这一夜拍摄的流星雨作品投给了美国NASA的每日天文一图（APOD）网站，令人惊喜的是居然被编辑选中发布在1月8日，很快北京天文馆的中文镜像栏目也发布到了国内。我很荣幸能与中国射电频谱日像仪的名字一起留在国际天文圈，而更开心的是这是我第二次入选APOD，第一次也是象限仪流星雨（APOD2020年1月3日，长城上的象限仪流星雨）。天文同好戏称，我是APOD的象限仪流星雨代言人！也难怪，在APOD登载的作品中，象限仪流星雨的照片是屈指可数的，而我占两席！这也许跟象限仪流星雨流量相对低一点、拍摄条件难一点有关，而中国摄影师在天文摄影圈中已经开始“内卷”的今天，我也算是幸运者吧！感谢这一次同行的朋友，也感谢明安图观测站的老师，这不但是一次愉快的追星之旅，也是一次友谊之旅。明安图还在新、扩建更多的大型观测设备，如米波——十米波射电日像仪、行星际闪烁望远镜和超宽带射电频谱仪，是开展空间天气研究、保障国家空间活动和空间安全的重要设施。希望今后还有机会来现场见证祖国令人自豪的天文成就，那就是一个天文爱好者最大的心愿了。

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