國考很「燒腦」這個「掩星」到底是個啥？
2017年度國考筆試已結束，「航天器」、「人工智慧」、「玉兔月球車」……本次國考中有不少新詞,再次驗證了國考始終離不開科技。原本許多人押題的神舟十一號並沒考，而是考慮這道「掩星」的題。
國考題
掩星是一種天文現象，指一個天體在另一個天體與觀測者之間通過而產生的遮蔽現象。科學家經常藉助觀察這一現象來判斷星體是否有大氣層。當行星掩過遙遠恆星，如果恆星變得模糊之後才消失，那麼可以認為：
A. 該恆星有稠密的大氣層
B. 該行星有稠密的大氣層
C. 該恆星無大氣層或大氣層稀薄
D. 該行星無大氣層或大氣層稀薄
【答案】B
【解析】最常見的掩星為月掩星，月球在圍繞地球運行期間，經常會掩蔽背景的恆星。由於月球沒有大氣，恆星的視面積又非常微小，因此，被掩恆星會近乎一瞬間的消失或重現於月面邊緣;題中說恆星變得模糊之後才消失，即發生蒙蔽現象，由於行星有大氣層，故恆星先變得模糊後才消失。選擇B。
如果你還是不理解「掩星」，不妨從我們身邊的月亮來解釋或許不難找到答案。就比如「月掩星」。
本月14日的晚上，我們會發現月亮距離金牛座最亮星——畢宿五越來越近，到了晚上11點多，畢宿五消失在了月亮的陰影里，月亮遮蔽了金牛之眼。一段時間之後，畢宿五又顯露了出來，月亮也漸漸離畢宿五而去。這個天象，在天文學上，叫做「月掩畢宿五」。
Q1
何為月掩星？
月球在圍繞地球運行期間，經常會掩蔽背景的恆星。由於月球沒有大氣，恆星的視面積又非常微小，因此，被掩恆星會近乎一瞬間的消失或重現於月面邊緣。大多數觀測者都會選擇在月球暗面邊緣發生的掩星現象來觀測，因為月球的光芒不會影響觀測與計時。由於月球軌道傾斜於黃道，任何黃經小於6.5°的恆星皆有機會被掩，這些恆星中有4顆屬於1等星，包括軒轅十四、角宿一、心宿二及畢宿五。由於歲差，北河三亦曾屬於有機會被掩的恆星之一，但現時月球不通過該星。
掩星GIF
在掩帶邊緣（稱為南限或北限）數千米的地區，當月球不規則的邊緣掠過恆星的時候，觀測者會看見恆星數度消失及重現，稱為掠掩。由於觀測掠掩能間接得出月面邊緣的準確地形，因此比一般月掩星更具科學價值，現象本身亦更具可觀性。
天文學家（更多是業餘天文愛好者）會對月掩星現象準確計時，精度達至幾分之一秒的觀測較有科學價值，尤其是可以用來增加月球地形的測量精度。對月掩星作光度測量更可以發現一些難以用望遠鏡分解的密近雙星。此外，由於早期射電望遠鏡的空間解析度不足，天文學家亦需要仰賴月掩射電源來求出射電源的準確位置。
Q2
什麼星可以被掩食？
理論上講，除了離我們最近的月亮之外，任何星都有機會被掩食。但實際上，由於行星的運動具有共面性，日月行星距離黃道都不超過7°，故可以被掩食的星多數位於黃道附近，只有發生小行星掩星的時候，距離黃道較遠的星才有機會被掩食。但由於太陽掩星無法觀測，小行星們亮度又太低了，即使用望遠鏡看，小行星也是毫不起眼的光斑，故對於業餘天文愛好者來說，除地球以外的行星和月亮的掩星才有比較大的觀測價值。由於黃道附近的一等亮星只有金牛座的畢宿五、獅子座的軒轅十四、室女座的角宿一和天蠍座的心宿二四顆（雙子座北河三雖位於黃道星座但距離黃道較遠，無法被掩食），故當這四顆恆星或行星被掩食的時候，觀測效果較好。
月掩畢宿五
月掩軒轅十四
Q3
掩星現象常見嗎？
理論上講，掩星現象是很常見的。但和日全食一樣，掩星現象受觀測時間地點影響較大。就拿此次的月掩畢宿五來說，在我們東側的日本是無法觀測到這次月掩畢宿五的，因為月亮開始掩食畢宿五的時候，月亮和畢宿五均位於地平線之下，無法觀測。即使在北京，由於掩食的時候月球距離地面僅12°，觀測也十分不方便。而在歐洲，掩食的時候是白天，故如果不用望遠鏡，我們是無法在歐洲看到這次掩星的。其他行星的掩星也是如此，如果此次掩星發生在白天或者發生掩星的時候目標已經在地平線下，我們也無法觀測到這次掩星。
此外，掩星現象的觀測受地點的影響也很大。同樣用這次的月掩畢宿五為例，由於月亮從畢宿五的南方掠過，故觀測地越往北對這次觀測越不利，甚至會完全看不到這次掩星。如本次月掩畢宿五，在北京可以看到月亮從畢宿五的南方掠過，而在緯度較高的地區只能看到月亮從畢宿五的南方擦過。
北京
上海
為什麼月掩星到今天仍是天文學家的研究課題,
又是天文愛好者的觀測對象呢？
總的來說，人類對月亮的運動規律，已有了很好的了解：月亮和地球在相互引力作用下，繞地球公轉。然而，月亮在天上的視軌跡卻是一幅十分複雜的圖象，時快時慢，左搖右擺。造成這一事實的原因，除了太陽和行星都對月亮施加引力影響外，地球和月亮本身結構並不是那麼簡單的、均勻的，也是一個重要原因。所以，仔細地觀測月掩星，精確地記錄掩星從開始（稱為掩始）到 結束（稱為掩終）的時刻和方位，對比理論計算和實測的差異，找出根源所在，就能夠進而改善月亮運動理論和地球物質分布理論。
北大青年天文學會、雙子天文等綜合整理
文字/編輯：朱亞運
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