大溪天文電波台觀測日誌

[曹大貓咪]

大溪天文台實驗HRO/SID電台觀測日誌


有位鄉親請教一個問題，就是觀測流星的天線接收的仰角是多少？

老貓想了想,就開個小文章,講講台灣北部一群人的流星電波奮鬥歷史吧.......

這個問題，首先要了解流星的無線電偵測敏感度是高於目視觀測率。人類肉眼可以看到小流星痕，其大小直徑小至 3 或 4 mm的流星微粒。無線電一般可偵測到小至 0.5mm的流星微粒（約7-8等亮度的流星）（若在電離層探測的高功率雷達則可偵測到0.1mm或更小塵埃）。無線電可以有這麼高的偵測感度，主要是要是較專業的無線電接收機可以收到很微弱的訊號（多半微流星僅多高於接收機最低感度約1個 uV ,如AOR AR5000最低感度=  0.25uV SSB 3KHz filter 10dB S/N)。所以很多機率因機器，環境或人為因素根本收不到流星訊號。這也是我要說，HRO的門檻較高的原因之一。

所以天線跟望遠鏡口徑一樣，相同於光學口徑和極限星等的關係,要達到正常的流星接收條件，天線的感度就很重要！

接收微弱流星 電波反射信號接收天線基本條件：

1.採用指向性八木極化天線（3個元素或以上,但元素元件越多,雖然感度增益相對放大,但方位和仰角的容許誤差越小.）

2.增益感度需要8dBi以上 (台灣到日本九州地區)

3.天線的指向和仰角非常重要！

4.接收站的地面評估: 天線對準的方向,遠方有建物等影響小.遠方有高山(10度以上)擋住則要有影響. 例如士林地區的台北天文館要面對東北方的觀音山和陽明山等阻擋.這時老貓要說個小故事......

當時2005-2006年曾和老友陶蕃麟在天文館樓頂, 組成一個由小貓帶領幾位館內年輕人組成的觀測小組. 正式啟動電波流星實驗接收一年( 每個星期接收到天文館實驗觀測小組的電波數據電子郵件,再經小貓計數分析.並每個月在天文館會議室做數據分析會議 ),很可惜一年下來,統計兩個接收站的信號,結果大約衰減到1/2 以上.最後經過討論,建立一個比較電波用示標電台,來改善天文館的接收感度並和蕭先雄老師建立東吳大學物理系的流星電波站進行初步的接收. 想想當年小貓野心大更規畫進一步的四地三角測量實驗計畫和一個利用中性氫離子21公分波長電波，觀測本銀河星系旋臂在杜普勒偏移產生徑向速度分析計畫*,(東吳大學觀測站因接近陽明山阻擋在前,無法用日本路徑傳導的方式接收) 但最終工作小組費盡心思和力量,但始終效果不大!而在2006年結束 台灣首次的聯合流星電波觀測實驗.

*https://m.xuite.net/blog/lovesharelove/twblog/126542782
The Hydrogen 21-cm Line and Its *Applications to Radio …web.mit.edu/lululiu/Public/8.14/21cm/21cm.pdf ·

這也是說,雖然位於士林的東吳大學校區和基河路的天文館周邊的建物還算空曠.但都並非是台北到九州宮崎的好傳導路徑.


八木天線若增益越高，則方向的容許誤差越小！一般8dBi增益八木指向九州宮崎的方位誤差約小於15度（+/-7.5度以內）。若偏移正確角度+/-7.5度以上，信號衰減只剩一半或根本收不到。

天線仰角要計算角度，你可以用一些三角函數計算出精確的角度。但粗略地說，如果離發射站距離 200 公里，天線仰角向上傾斜 45 度，距離500 公里，則仰角向上傾斜 22 度，700 公里=17 度，若大於1000 公里距離，以桃園大溪地區為例，大溪天文台的天線仰角設定於10-12 度。

圖：這是標準的流星反射的發射和接收兩點的幾何圖。一般會以為流星反射都以兩點之間的中央天空為主要的電波反射域。

但實際的觀測上，特別是流星雨的輻射點為於不同的觀測地點仰角，會影嚮天頂流星計數衰減效應（發射接收站的距離和方位），還有不同的流星塵在軌道上不同的密度分佈（要看極大期的太陽黃道經度），這很多變數需要靠無線電觀測的數據，才能演算出實際的流星雨電波反射領域在兩地距離為基線的橢圓空域分佈。


*.老貓物語:
如果是目視或光學觀測，則觀察區域位於觀測地點上空(以觀測點劃分360度到天頂的範圍.大約已觀測為基點.最遠看到範圍約5公里為半徑)，但士林天文館的高度約略50-60公尺(位於基河路的低窪地區).其東北方向約略為陽明山系(約1000公尺高度).距離大約為10-11公里.在天文館樓頂往東北方向可見到這些山群(萬里方向)角度約6度左右的阻擋.雖然接收站附近的建物阻擋不大((球面傳導路徑中電波的障礙建物繞射傳導( 可見於 fresnel-kichoff diffraction )),但 在觀測中,其流星計數(HR)比大溪天文台的數據做比較,大約衰減(阻擋)了1/2.也可能更多(觀測時間約1年,所以統計取樣數量不夠多). 大溪天文台在東北方向約距離這些山系有50公里遠(方位經過三峽較地平地區,也避開1200公尺高東眼山系)所以簡略評估大溪地區的流星電波路徑,在地面球狀的水平低角度仰角傳導並無多大阻礙.

最後二圖:https://www.pinterest.com/pin/319403798554582470/

最後兩圖：
*.相對於我們靜止的中性氫離子（在徑向方向移動）可以顯示在其頻譜上一個突波peak curve，該突波精確地顯示位於 1420.40575 MHz 的頻譜（紅色虛線）。若是因移動出現杜普勒效應，導至頻率高於紅色虛線的突波是由於氫氣徑向位移在接近我們，出現頻率低於紅色虛線的突波是由於氫氣徑向移動遠離我們。這些數據中沒有關於可能垂直於視線的氣體速度分量。

要安裝整個氫離子專用GHz波無線電望遠鏡，有簡單型也有較有研究價值的高解析系統。最主要是低溫LNA的要求（1420 MHz 的現代 GAsFET 前置放大器LNA具有接近 100 K 的等效噪聲溫度，加上其它噪音會達到200k溫度，和天線的振盪LC線路。因為1420GHz信號非常微弱，同時周邊的雜訊就可以輕鬆蓋台這小小訊號。最後就是拋物線天線（直徑達3公尺）精準定位及追蹤（負載60公斤及採經緯儀兩軸光碼定位達到0.001度）銀河系內的無線電星源，一般的教育用天線是固定的導波管，只要銀河逐漸進入天線方位重疊就可以看到1420MHz突波昇起一小段，隨著銀河移開再逐漸消失。

中性氫離子頻率是1420.40575177 MHz。


參考圖：無線電望遠鏡GAsFET LNA是一個放置在接收天線後面的微弱信號放大處理器，因GAsFET在90年代取得非常大的進步，所以一般可以針對接收信號作有效20-30dBi放大增益。但放大信號也同時放大噪聲(noise)的特性，所以需要低噪的壓制，如商用3公尺直徑小型系統，工作時其等效噪聲溫度（Noise temperature）必需壓制到 34°K @10° El）。這是以1.4GHz的LNA作制冷晶片架構的商業冷卻裝置。其實現在無線電望遠鏡的技術和成本都已經大量下降.單以最基本的1.4GHz的無線電望遠鏡(天線直徑在2.3-3公尺),以研究為主建立在天文台內.建立硬體單價已經降到100萬台幣左右. 但若以更多超高頻的分光宇宙間的分子電波頻譜探測(星際間的分子結構和恆星的誕生),這成本就需要上千萬台幣.甚至達到數十億台幣的投資加上遠離人工無線電干擾的高山環境。這大概只有中研院級的計劃才作的到。










曹大貓咪       20230110.     台北市

[曹大貓咪]

大溪天文台實驗HRO/SID電台觀測日誌



大溪天文台 FRO  FM上商業電台流星反射電波觀測測試 part 2。



現階段,大溪天文台FRO測試:
發射電台：
日本 九州 福岡 NHK FM  84.8MHz    發射功率: 3kw.類同台灣乙級商業電台中功率。

大溪接收站：
大溪使用接收頻率: AOR AR5000     84.7MHz   USB mode   6K頻寬  

接收天線：日本DX FA5 77-85MHz FM 八木指向天線

測試時間 1月13日到1月14日兩天做接收測試.

1.84.8MHz - 700Hz  84.799300,MHz  USB   6K     流星訊號頻率 Mvf=0.78kHz  條整頻率  圖1-圖3

2.84.8MHz - 800Hz  84.799200,MHz  USB   6K     流星訊號頻率 Mvf=0.88kHz  調整頻率

3.84.8MHz - 750Hz  84.799250,MHz  USB   6K     流星訊號頻率 Mvf=0.83kHz               圖4- 圖6

*基本上,日本的HROFFT流星頻率軟體在演算中是以0.7-0.9KHz 之間的頻率最為敏感（以CW 音頻率為0.8KHz).所以觀測到流星訊號後,必須調整到0.7-0.9KHz之間,才能得到較正確的流星訊號強度數據.(dBm)

所以老貓觀測到FRO的流星訊號後,必須調整接收頻率(一般是以SSB的 USB或CW為準,再將84.8MHz調降到-900Hz.也就是84.799100MHz).但這並非固定.每部接收機都有其音頻處理電路和不同環境狀況.只能做為參考.




DX FA5天線サイズ
高さ : 11.51 cm
横幅 : 12.50 cm
奥行 : 199.01 cm
重量 : 2.55 kg

【 仕様 】■ 素子数：5素子■ 受信チャンネル：76～95MHzFM(補完放送対応)、95～108MHz V-Low■ 出力インピーダンス：75Ω■ 動作利得：4～7dB■ 半値幅：48～67度■ 前後比(dB)：7～16dB■ 外形寸法：75×1900×1841mm■ 質量：1.85kg■


大溪天文台2023年的計劃：

希望 HRO(50.017MHz  CW mode)和FRO（84.8 MHz USB)兩種頻率同步觀測。這樣可以同步偵測九州的東部（宮崎）並擴展到西部（福岡）的上空和延伸出到那霸的偵測面積。
頻率由50MHz延長到84.8MHz的範圍對E層電離的臨界反射頻率。

一般而言，50MHz比84.8MHz在E電離層的臨界反射頻率更容易反射電波。所以50MHz計數HR數量會比84.8MHz多！但流星雨輻射點的分佈位置變化，可藉由兩地上空的HR計數數據作比對得知概略的分佈。






曹大貓咪.  2023  0114    台北市

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大溪天文台實驗HRO/SID電台觀測日誌



今天1月29日早上，終於北部酷冷陰天的大高壓移動即將出海。一大早吹起東風，也終於大溪有了大晴天！風也不像前幾天，冷屎了！

天文台在2023年過年後的第一件事就是曬太陽。除去2022年的濕氣，迎接2023年的太陽。


最後一圖：嘗試將8公分長焦F15折射鏡老骨董安裝在天文台內，可以不定期觀測太陽黑子和攝影。






曹大貓咪           20230129    大溪

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大溪天文台實驗HRO/SID電台觀測日誌



C/2022. E3（ZTF）1月29，30日彗星觀測

昨晚29日，今天1月30日。連續兩天觀測C/2022 E3 彗星，使用8x30雙筒鏡。
測光為29日，m1=6.5mag（原始）   月光亮度修正 m1=5.5mag*
            30日，m1=6.3mag  (原始）.   月光亮度修正 m1=5.3mag*

*.月亮亮度造成夜空背景變亮，讓彗星和夜空反差（contrast)變小。因為彗星為非點光源的散光天體，所以造成實際觀測亮度（原始）比點光源（恆星）亮度還昏暗！暗淡多少則依照當晚的背景亮度（大氣蒙差，彗星仰角，光害和月亮亮度的總合），再加上肉眼誤差因素，老貓一般是原始觀測亮度再減一等為修正亮度m1。

彗髮極為擴散為橢圓形狀，彗核明亮。接近北極星，1月29,30日因為繞著北極星轉圈圈！約午夜達到了最高仰角約在35度左右（北極星的正上方）。所以移動非常快！

在大溪地區算是光害嚴重地區，可用小雙筒鏡#看到，算是非常亮的彗星了。

#.桃園大溪地區的可見星等（恆星亮度）：
肉眼觀測：正常最暗4等星，水氣重的話，3等星。
8x30雙筒鏡：正常最暗約6.5等，較佳透明度時，達到約7.0等。有水氣約5等左右。

8公分口徑20倍：變星最暗達到8.0-8.5等，水氣重時，約降到6.5等左右。



第一圖：10吋鏡為30日主鏡，鎖定C/2022 E3彗星觀測中......

最後一圖：為今晚30日，彗星觀測作校對調整工作。

老貓曰：
29日觀測，離子尾噴流較為暗淡，30日觀測到多道不同離角度噴發，離子尾較為明亮，主要由兩道呈直線分離。CCD觀測長度達1度以上。31日晚上繼續觀測。雖然彗星變亮，但是北部天氣2月1日（星期三）以後則天氣轉壞，且月亮接近滿月已不利觀測。








曹大貓咪           20230130. 大溪

[曹大貓咪]

大溪天文台實驗HRO/SID電台觀測日誌


2023年 1月31日早上9點 FRO 偵測到持續5分鐘 疑似E電離微傳導信號(Sporadic E layer ionosphere) 現象


這是大溪天文台啟動 FRO流星電波觀測首次在冬天偵測到微量E電離爆發傳導信號.


圖1：發生時間:2023年01月23日早上9點25分到10點0分  持續時間約5分鐘
觀測頻率: 84.799175MHz  USB    6K      
信號強度: 最強約6dBm    持續4-5dBm.

信號頻譜:
流星音頻譜mvf=0.9kHz（流星頻譜HROFFT 分析在0.8-0.9kHz的信號強度最為敏感，所以觀測流星電波信號要將接收機調到音頻感度最佳的電波接收頻率。）
Esporadic vf=0.88kHz


圖2: 01月31日早上10點20分後再次發生微量E電離層爆發傳導. 這種現象若在微量時,很類似流星雨的典型訊號.唯一判斷依據是頻率不相同.
昨晚觀測彗星，今天早上例行的FRO 流星電波觀測迎接晨光。

圖3：日本的DX廠FA5 VHF指向天線比起50MHz的指向天線，因波長較短，所以半波長天線體積要小的多，且便宜得多。所以 FRO 較為容易推廣！

圖4：50MHz  HRO 流星電波觀測用高感度天線。體積大且價格高了許多！







曹大貓咪      20230131      大溪

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大溪天文台實驗HRO/SID電台觀測日誌



C/2022. E3（ZTF）1月30日彗星觀測

1月30日晚上,因為透明度和大氣擾動比29日好的很多,雖然月光為上弦月,月光影響極大! 這次換10吋鏡連續兩天觀測C/2022 E3 彗星，使用nikon 8x30A雙筒鏡為目視測光儀器。

圖:拍攝時間為10h10m 和10h25m .相隔15分鐘. 可見到彗星移動非常快速!  每張影像視角不到1度，所以每拍攝兩張 ，就要手電動移動鏡筒導回彗星的原位置。

兩張圖彗星彗髮相當大！本體可見到四道離子噴流(A1-A4). A1,A2為直線噴流,  A3.A4為彎曲噴流. 但四道噴流後端都呈現相同方向其噴流相對方向即為太陽位置。表面上因為接近太陽,所以噴流逐漸多道噴發. 這些噴流在都市有光害和月光影響下,一般可見光較為微弱不明顯.

#.兩張彗星影像均為局部放大。


Meade 25cm F10 (6.3) + SBIG ST2000XM(第二代） Vixen AXD 赤道儀   曝光155-160秒.     自由追蹤.      桃園大溪



最後一圖：當晚10吋鏡作中，高解析平光處理影像。

*.可用滑鼠點影像,可看到較大清晰的影像










曹大貓咪     2023   0201     台北市

[曹大貓咪]

大溪天文台實驗HRO/SID電台觀測日誌



C/2022. E3（ZTF）01月31日彗星觀測

1月31日晚上,因為透明度和大氣擾動不如30日! 水氣有進來,所以濕度增加到85%, 加上月光散射影響! 要在月光下觀測c/2022 E3 彗星噴流困難度增加. 還是使用nikon 8x30A雙筒鏡為目視測光儀器.以比較1月30日的狀況.

30日看到兩張不同但接近時間的彗星本體可見到四道塵埃因太陽風離化的離子噴流(A1-A4).。 A1,A2為直線噴流,  A3.A4為彎曲噴流.  31日的A1,A2直線噴流變化不大,但A3,A4的彎曲噴流疑似變短,後端消失.



1月29日，1月30日 , 1月31日。連續三天觀測C/2022 E3 彗星，使用8x30雙筒鏡。
測光:  1月29日，m1=6.5mag（原始）   月光亮度修正 m1=5.5mag*
         1月30日，m1=6.3mag  (原始）.   月光亮度修正 m1=5.3mag*
         1月31日，m1=6.1mag  (原始）.   月光亮度修正 m1=5.1mag*

*.月亮亮度造成夜空背景變亮，讓彗星和夜空反差（contrast)變小。因為彗星為非點光源的散光天體，所以造成實際觀測亮度（原始）比點光源（恆星）亮度還昏暗！暗淡多少則依照當晚的背景亮度（大氣蒙差，彗星仰角，光害和月亮亮度的總合），再加上肉眼誤差因素，老貓一般是原始觀測亮度再減一等為修正亮度m1。

最後一圖: 這是一顆新彗星,也應該不會再回歸到太陽(非周期彗星), 老貓依照10吋反射鏡所解析的30日,31日觀測影像,大約將A1-14的主要噴流簡單描繪. 也可以比較兩天的噴流變化.


有件奇怪的緊急事件:
*.大溪天文台長期依賴英國的 The SKY live 軟體 https://theskylive.com/ 所預報的彗星位置.在1月31日 晚上觀測時發生一件奇怪的事.其預報的位置導入後，疑！？怎麼C/2022 E3彗星不見了!?

老貓只好利用7X50尋星鏡去尋找這顆消失的彗星..... 老貓還以為是瞬間被太陽分解掉了?!  那長期參考的預報資料，不會吧！？就這麼剛好，當晚不準了！？

最後經過老貓冒著腰酸背痛的風險下,爬上梯子，將10吋主鏡的7X50mm尋星鏡，用手動在原位置附近小範圍移動(加上8X30雙筒鏡輔助定位下)。終於找到失蹤的彗星 (還好彗星還存在，也夠亮!)。再慢慢導入到CCD的視野內.....真是辛苦!

後來老貓將當晚The SKY live的位置資料做一比對....發現還真的偏移了.....

The SKY live (UK)  12h03m(UT)     RA=07h56m01s         Dec=+77d30'16" (錯誤了.難怪望遠鏡找不到!)

老貓尋找到後的位置  12h15m(UT)     RA= 07h49m02.9s     Dec=+77d36'25"   (by The SKY 6.0 定位顯示數據)

這樣的錯誤應該是彗星的軌道要素沒有立即更新.所以前一天還是準的,但後一天就出現誤差了......嚇死老貓了。

2月初，彗星會隨著時間慢慢爬高到御夫座，本來觀測條件越來越好，但接近満月。且北部二月的天氣也不是很好，再觀測此彗星只剩下10日以後看有無機會。17日接近朔月，但以後隨著金牛座逐漸西下！良好的觀測窗口壓縮在上半夜！


*.可用滑鼠點影像,可看到較大清晰的影像










曹大貓咪     2023   0202     台北市

[曹大貓咪]

大溪天文台實驗HRO/SID電台觀測日誌



2000年 大溪天文台觀測到較大彗星離子尾巴觀測紀錄

老貓物語:
自從1998年在龍潭和大溪分別建立天文台以來,大約觀測了60多顆彗星.當然大部分都是微小的彗星.只有小小一團白色的彗髮.連個彗核也看不到. 但也很有幸地,在1980年代,開始遠征在桃園上巴陵,觀測布雷德費彗星. 1986年的哈雷彗星, 1996年的百武彗星和1997年的海爾波普彗星. 但到了2000年以後,這些肉眼大彗星就幾乎無緣一見.頂多2014年後的愛嬌姨彗星.....很可惜2007年的肉眼大彗星 麥克洛特彗星出現在南半球...(2007年1月達到最亮的 -5等! 大概只有1960年代的池谷關彗星可以比擬. 哭哭.............)

不過,多數彗星雖不如以上大彗星有名或明亮，但在望遠鏡下還是有一些精彩的彗星.所以舉幾個大溪天文台2000年以後的有尾巴的明亮彗星觀測記錄例子.

1.C/2017 T2   2019    1228     稍微彎曲的彗尾

2.C/2020 F3   2020    0724     巨大的離子噴流尾，肉眼在較無光害的地區或高山勉強可見。

3.C/2014 Q2 (Lovejoy)           Canon  FD 600mm  F4.5  改裝     台中 大雪山第一停車場

4.C/2019  Y4    2020  0416    (第一次觀測到彗星經過太陽時被撕裂成分裂的彗核)




曹大貓咪    2023  0203    台北市

[peter]

2020 F3 很亮阿   , 一開始凌晨  最亮 1等時 我在市區 肉眼看過彗尾  .. 後來大家去 海邊拍
 

[曹大貓咪]

2020年夏天的 2020 F3的觀測回憶 :



恩....沒錯! 這顆彗星還害我一大早要爬起來看....當時老貓記得,在清晨的微微晨光下,老眼努力看了半天,彗星始終就是無法看到...只能用雙筒鏡尋找,觀測時達到2等的亮度.  那時的記憶都回來了....

2020 F3的觀測:
電視這兩天密集廣告明亮彗星秀！害得本想隨後等到黃昏西方適合觀測再說…卻讓老貓難得早起想實際看它一眼！所以今天（12日）清晨可能是觀測這顆F3彗星最後較佳的時間，還好天氣配合！
當晚天氣可以看到銀河，表示看彗星的機率很大！所以約清晨三點起床，走到樓頂天文台的外圍，面對東北方還算遼闊！所以帶了一部輕便的nikon coolpix P7800小類單和三腳架架好面向東北方地平…也帶了nikon 8x30 小雙和 Vixen 10x70大雙筒準備要目測彗星亮度。

此時這部小類單相機測焦卻有點不習慣！在廣角對焦沒問題！但推到200mm望遠焦段卻無法對無限遠正確對焦，如果按下快門，幾乎每張影像都是失焦狀態！所以只好先對準地面燈火測自動測焦，測到焦後要半按著快門快速對準彗星角度，此時用鏡蓋遮住鏡頭時按下快門，再移開鏡蓋！以防按快門的微震動會將200mm焦段晃動！

約四點十分看到小相機隱約補捉到彗尾…於是用8x30雙筒搜尋彗星，在背景漸亮的東方地平加上大氣濛差，彗星無法用肉眼看出！老貓用8x30雙筒初次看到灰白色的小條彗尾巴！但彗核隱藏在薄霧之中！到了四點半後，背景亮度更亮！但彗星已東移到較高的位置（仰角約10度左右），彗核已清晰可見！此時用8x30目測彗核亮度兩次約2.1等和2.3等…彗尾長度約2.5 -4度視角（彗尾長度有時會隱蔽在雲霧中,在有限的時間測量約略估算. 利用彗星上方御夫的五車三亮度2.0等和旁邊的4.3等暗星作參考）

此時老貓感覺這彗星有點小號！努力用大雙筒就是看不到離子尾…

到了五點，很快地，F3彗星已隱藏在東方肚白的晨光中，逐漸失去蹤影。因為是夏天，夜空約 3點10分就可以清楚看到天文曙光。所以到了四點十分看到彗星時，彗星和天空對比不強（天空已經亮了），加上仰角不高（僅十度左右），所以彗星在都市用肉眼看得清楚並不容易！加上低空有薄雲來來去去…彗星亮度不如預期1，2等亮度來的明亮！*到合歡山可能會看到更多的細節。



這顆彗星我還觀測過光譜....當時很亮.

2020 0806 晚上8點30分 彗星分光:  彗星亮度已降到6.5等左右,其位置已經隱藏在西方低仰角 (仰角約30.1度) 的蒙氣中,透明度不佳! 拍完彗星後,緊接換掉冷卻ST2000XM, 使用10" SCT鏡+ 光柵片 (STARANALYS 200)和 zwo asi 178 mc 彩色版,曝光4秒勉強只能隱約看到彗星彗髪,加上光害的背景,其彗髪光譜的發射線解析勉強可見.

僅可見到隱約的紫藍綠色 雙原子 C碳分子和 紅色 NH2(1個氮原子加上兩個氫原子) 胺基的分子.......大部分的彗星會有綠色光,多為碳基 C2（dicarbon 兩個碳原子）的彗星.



曹大貓咪       20230203      台北市

[曹大貓咪]

大溪天文台實驗電台觀測日誌


2023年01月30日到02月01日新 FRO 觀測法 電波流星觀測紀錄


大溪天文台啟動 FRO流星電波觀測記錄:

接收 FRO 觀測頻率: 84.799175MHz  USB     6K         台灣 桃園  大溪   BM2EQB
發射電波  發射頻率: 84.8MHz.            FM     220K    *日本 九州  福岡     NHK
(*最後二圖: 位於北九州的福岡NHK數位和FM天線發射塔(含中繼站) 1989年建立.高達234公尺)


2023   0130:
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
00h  01h  02h  03h  04h  05h  06h  07h  08h  09h  10h  11h  12h  13h  14h  15h  16h  17h  18h  19h  20h  21h  22h  23h  (LT)
10    6       5     5      6     13    7      5     5      x      10    8      8     7      5      4     9      6     4     4      3     3      6     4
2023   0131:
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
00h  01h  02h  03h  04h  05h  06h  07h  08h  09h  10h  11h  12h  13h  14h  15h  16h  17h  18h  19h  20h  21h  22h  23h   (LT)
 3      4     5      7     5      16    11   8      x     11     6     11    7     5      5     6      5     4     3      4      4      3     3     4
2023   0201:
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
00h  01h  02h  03h  04h  05h  06h  07h  08h  09h  10h  11h  12h  13h  14h  15h  16h  17h  18h  19h  20h  21h  22h  23h  (LT)
 8      8    10      5     7     15    12   7      4  


老貓曰:
利用電波流星反射的觀測,可以大致有幾個規則:

1.清晨到早上的流星計數/小時(HR/hour) 會有較多的HR數據效應.(地球的清晨時區迎向流星的方向)  粉紅色數據

2.黃昏到晚上的流星計數/小時(HR/hour) 會有較少的HR數據效應.(地球的黃昏時區遠離流星的方向)  米白色數據

3.流星雨才有的天頂流星計數/小時(HR/hour) 的獨有的衰減效應.(天頂的流星反射點達到最低效率)

觀測0130 午夜 - 0201 早上的數據,大溪天文台FRO觀測到的HR數據符合清晨和黃昏效應. 得到符合 24小時 流星電波觀測的效果.
大溪天文台FRO 新的實驗觀測法,實驗觀測進行約半個月的時間,期間並發信給日本IPRMO組織 三次完整英文報告.  於1月30日得到日本IPRMO的認定.發出希望取得觀測數據交流邀請. 老貓並告知IPRMO台灣的電波流星觀測現階段的困境.並和日本電波流星觀測者交換經驗.也得知現在日本的電波流星觀測者多已放棄HRO(50MHz)的方法.現在是利用 韓國商用FM電台 FRO 或是韓國機場的示標台電波 VOR (頻率主要在 108-118MHz 逐漸會被 GPS 取代,但現階還是繼續. 24小時發送)為主要的電波來源.

E-mail from IPRMO:

I think it is enough to observe radio meteor echoes in the case of
84.8MHz from Fukuoka NHK. Does your observing system always work ?

IPRMO is providing LIVE data as following.
Japanese: https://cgi.amro-net.jp/live/live.cgi
English: https://cgi.amro-net.jp/live/live-eng.cgi

If you possible, let's join us.

It is possible to provide web-space for updating data if necessary.


with best wishes
Hiroshi Ogawa

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Hiroshi Ogawa (IPRMO:Radio Meteor Observations)



其實老貓也考慮VOR的觀測方式,但是VOR的發射電台(台北市松山機場和大屯山區 距離桃園大溪太近,發射功率約在100-200W. 這表示發射和接收距離太短(幾乎都是地面波),加上頻率較高,流星的捕捉效率差.而且VOR的頻率也會不定期更換,所以無法取得穩定的觀測頻率.這代表增加台灣地區進行VOR觀測困難度.唯一可能是面向日本沖繩的國際機場VOR.
台灣設立特高頻多向導航臺(VOR)共有8套,分別設在 臺北松山機場、大屯山、臺南西港、恆春、花蓮、馬公、後龍及綠島等處.

 
最後一圖:空中導航頻段中偶發 E 電離層引起的異常超高頻傳播的統計研究( A Statistical Study of Anomalous VHF Propagation Due to the Sporadic-E Layer in the Air-Navigation Band)
老貓曰:
VOR信號採用VHF超高頻率.所以基本上飛機在接近目的地時, 希望能正常接收到正確目的地的VOR信號(desired signal) . 導航信號在VOR的發射和接收都是採取地面波直接傳導路徑),遠方的VOR電波因頻率剛好在E電離層高於反射臨界頻率.所以正常狀況都是直接穿透E層電離到太空去了,不會反射到地面上. 但VHF電波在傳導時有兩個問題,一個是Esporadic effect (異常自然E電離傳導爆發).這是發生在白天的時間,特別是夏天季節.另外一個是流星雨的高峰時間. 這兩種情況會干擾飛機在降落時的路徑導航! 所以飛機不希望接收到遙遠方的VOR電波(undesired signal),或是和目的地的VOR混合干擾! 電波干擾會影響長達到600-1500公里的範圍(日本到台灣的距離).這樣會造飛機降落時的方向偏移危險!  只是科學界很少針對VOR在Es effect期間造成飛機間干擾統計和完整危害的研究.
參考文獻:
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2018RS006781



圖3: 為當晚發生的E電離為連續的爆發傳導(Esporadic effect)信號,並非完全是流星反射信號.

國際間通用流星電波觀測頻率表:
HRO:Ham Radio Observation for Meteor radio detection                             頻率在50-53MHz  CW示標發射電台

FRO:Frequency Modulation Radio Observation for Meteor radio detection     頻率在76-90MHz  商業 調頻FM廣播電台
 
VOR:VHF Omni-directional Range. 超高頻全向信標定位台                               頻率在108-118MHz  30Hz頻寬的調幅(AM)示標發射電台






曹大貓咪      2023    0203    台北市

[曹大貓咪]

大溪天文台實驗HRO/SID電台觀測日誌



今天2月09日，春天到了，所以整個大溪被濃霧所壟罩。夜空連一顆星星也看不到！

大溪的FRO電波接收系統還是持續測試，剛好有一顆微小流星劃過遠方的太平洋天際，被天線所偵測到。






曹大貓咪.         20230209.    大溪

[曹大貓咪]

大溪天文台實驗HRO/SID電台觀測日誌



2023年2月10日 早上11時03分（03h03m UT)，太陽表面發生M3.7閃焰。大溪天文台SID超長頻電波觀測到明顯SID曲線變化。

圖：極紫外線下色球層的右上方明顯M級閃焰爆發。地球電離D層受到來自太陽強烈X光爆發，自由電子濃度飽合。




曹大貓咪.   20230210.  大溪

[曹大貓咪]

大溪天文台實驗HRO/SID電台觀測日誌



今天2月12日清晨午夜，剛觀測完C2022 E3彗星，整個大溪四周又被濃霧所壟罩。只剩下天頂還有些星星，也因為濕度高於99%，整個天文台都是水滴！剛剛關閉天文台，喝個熱茶，準備睡覺了。

今天一到晚上，彗星已經高掛天頂（仰角達90度）接近火星的C2022 E3變暗了，8x30雙筒已經看不清楚了，只好用Vixen 10x70雙筒鏡作目視觀測和測光（剛好火星和彗星都在同一視野內. 約 4.8度的視野內）。嗯，E3光度今晚測出為6.5等，已經比1月底的5.2等暗了。表示彗星的亮度暗得很快！也已經逐漸地在遠離我們了。


圖：2月11日黃昏的西方，木星和金星（下）非常亮！也很接近！！









曹大貓咪         2023 0212.   大溪

[曹大貓咪]

大溪天文台實驗HRO/SID電台觀測日誌



C/2022. E3（ZTF）02月11日12日 彗星觀測

2月11日晚上,因為透明度已經因溼度破表而劣化! 水氣有進來,所以濕度增加到99%, 雖然彗星在晚上7-8點已經高掛天頂.但在薄霧中觀測彗星,亮度測光和彗星微細的觀測都會增加困難.

老貓曰:
2月11日,在大溪觀測已經看不到微弱的離子尾.同時亮度觀測也降到6.5等. 上個星期可用8X30mm雙筒鏡觀測到.但今天亮度已經下降.加上透明度更差,所以動用Vixen 11x70雙筒鏡觀測才勉強看到那淡淡的白霧團.亮度果然已降了一等左右.....C/2022 E3彗星 已經開始在離開我們了.....



2023年01月29日，01月30日 , 01月31日。連續三天觀測C/2022 E3 彗星，使用8x30雙筒鏡。
測光:  1月29日，m1=6.5mag（原始）     月光亮度修正 m1=5.5mag*
         1月30日，m1=6.3mag  (原始）.   月光亮度修正 m1=5.3mag*
         1月31日，m1=6.1mag  (原始）.   月光亮度修正 m1=5.1mag*

         2月11日 . m1=7.4mag  (原始）.   月光亮度修正 m1=6.4mag*
         2月12日 . m1=7.5mag  (原始）.   月光亮度修正 m1=6.5mag*


圖1: 2月11日晚上 彗星的離子僅見到彗核的極淡噴流,但已經被背景所遮蔽.
圖3: 彗星的彗尾已呈彎曲且擴散.非常淡的彗尾.

圖5:  2月12日  8h05m (LT)  因為天氣比11日水氣少,濕度約在82-85%,    兩張圖重疊  可見淡淡且直直的離子尾噴流.........

*.2月11日和12日動用 14吋SCT  F3.9  + SBIG ST2000M   曝光 105 -120秒   溫度: -3度c  SHOWA 20E(kai) 赤道儀        自由追蹤

*.最後兩圖:11,12日兩晚,大溪天文台都在霧中渡過,透明度只有差和更差........偶有雲朵飄來,還要閃雲.......已經很努力觀測了,只是天氣不太配合. 不過這顆彗星已經開始在遠離我們了,最漂亮的高潮已經過了. 再見它又是幾萬年後了....



利用滑鼠按圖,可見較大且解析較佳的原圖







曹大貓咪       2023  0213       台北市