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中美掩星計畫簡介


  中美掩星計畫 ( Taiwan American Occultation Survey; 以下簡稱TAOS ) 的目的在於偵測包含古柏帶以及更遠處的直徑約1公里的小型天體。幾十年以來,藉由大型望遠鏡,天文學家已經在海王星以外之處,發現超過1000顆直徑超過100公里的天體。冥王星與它的衛星夏隆(Charon)就是這類天體當中直徑較大的。TAOS的主要目的就是估算直徑介於500公尺至30公里的古柏帶天體(Kuiper Belt Objects; KBOs)的數量。

據估計,這樣大小的天體亮度可能只有星等30。因此,即使用大型望遠鏡也無法一個一個全部直接觀測。然而,當這樣的天體正好通過觀測者和遠方恆星之間,即使利用小型望遠鏡也能觀測到由此產生的掩星現象。掩星的發生機率極低,據估計,每顆星每年只會發生不到0.01次,因此我們必須長時間偵測數百顆星才有機會偵測到掩星事件。掩星的整個過程非常短暫(通常短於0.2秒),因此資料的讀取速度非常重要。此外,由於我們要尋找的天體十分小,在掩星發生時會產生可觀的繞射現象。

TAOS利用位於中台灣的鹿林天文台的四部50公分小型望遠鏡來進行觀測,每部望遠鏡配置了由 Spectral Instruments製造的2Kx2K CCD相機。 這款相機需要2.5秒才能讀取一幅完整的影像,對於掩星來說,這樣的讀取速度實在太慢。為此我們開發了一種新的,我們稱之為zipper mode的讀取技術,詳細的描述請參看這裡


TAOS計畫所使用的CCD相機
TAOS計畫所使用的CCD相機

位在鹿林天文台的TAOS A 和 TAOS B望遠鏡
位在鹿林天文台的TAOS A 和 TAOS B望遠鏡

TAOS從2005年開始用三部望遠鏡進行觀測,第四部望遠鏡在2008年8月也加入。當時已經累積了110萬星時(star-hour)的影像資料,裡面包含670億次的個別光度測量,其中沒有偵測到任何掩星事件,此結果對於古柏帶當中的小型天體的表面密度提供了一個相當嚴格的上限。

TAOS A 望遠鏡
TAOS A 望遠鏡
運作中的TAOS望遠鏡

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