「天聞的資料科學」如何用Astroquery取得Minor Planet Center提供的彗星觀測資料？

「天聞的資料科學」專欄以臺北天文館、臺南南瀛天文館等網站的天文新聞為題材，介紹相關的開放資料及開源軟體，並引導讀者使用Python程式來取得、前處理、分析及視覺化這些資料。透過上述資料科學步驟，讓群眾能夠藉由動手體驗天文知識的發現過程，拉近與星空的距離。此外，本專欄也是「天文的資料科學」教育產品開發計畫的一部分，如果你想要體驗更多從資料產出天文新知識的旅程，歡迎填寫這份調查表單，讓我能根據你的需求及建議，制定適合你的教學內容及呈現方式。

一位島民正在觀看臺南南瀛天文館針對C/2022 E3 (ZTF)彗星的觀測直播，他注意到直播主使用一款開源的星象模擬軟體Stellarium，來示意彗星目前在夜空中的方位。他很好奇：Stellarium是依據什麼來顯示並預測彗星的位置？

「這就是客戶委託我們『天文數智』公司調查的原因。」PM貳婰舞說道。「另外，他還提供一個線索：為了讓Stellarium能夠顯示彗星的位置，必須從設定頁面匯入Minor Planet Center提供的資料。」

黑蛋看完調查任務說明的錄影後，呼喚他的人工智慧協作夥伴。

「嘿，i蟒，請你先解釋一下Minor Planet Center是什麼，然後，我想知道是否有任何Python套件可以用來取得它所提供的資料。」

「Minor Planet Center是一個國際天文組織 ，專門負責收集、維護和發布彗星及小行星等太陽系小天體的運行軌跡相關數據，例如它們的軌道參數、位置和速度。它的官網提供資料搜尋及下載的界面，」i蟒停頓一下接續著說。「不過，如果你想用Python來取得這些資料，Astroquery最為方便。這個套件提供多個模組，能連接不同的天文資料庫服務以取得相關資料，其中的astroquery.mpc這個模組，就是用於取得Minor Planet Center提供的資料。要我為你產生astroquery.mpc的使用範例程式碼嗎？」

「不，請你先簡介astroquery.mpc模組有哪些資料查詢功能。」

「好的，首先，你可以透過MPC.query_object()連結到Minor Planet Center Web Service，以便取得某個彗星或小行星的軌道參數資訊，例如軌道傾角、半長軸、離心率等等。再來，MPC.get_observations()能從Minor Planet Center Observations Database查詢出彗星或小行星被某個天文台觀測到的時間、在天空上的座標位置及亮度。例如，你可以查詢到C/2007 N3這個由台灣鹿林天文台所發現的彗星的觀測資料。此外，天文台的編碼能藉由MPC.get_observatory_codes()得知，像是鹿林天文台的編碼為D35。最後，你若想得知這些天體未來的位置和軌跡，可以用MPC.get_ephemeris()，它會從Minor Planet Ephemeris Service取得彗星或小行星的星曆表(ephemeris)資料。要我為你示範如何……」

「咦？等等，」黑蛋打斷i蟒。「什麼是星曆表？」

「星曆表是一種用於記錄天體在什麼時候會出現在什麼地方的資料表，它可以幫助人們預測天象並找到想觀看的天體。」

「恩…..星曆表是怎麼製作的？為何能預測天體將會出現在哪裡？」

「為了製作星曆表，需要先觀測天體在不同時間的位置、速度及亮度，再根據天體力學及數值模擬計算出天體的軌道參數，進而了解它的運動軌跡並預測天體的位置。另外，由於彗星等小天體可能會受到太陽重力及輻射的影響，造成軌道變化，所以也會以新的觀測資料來修正星曆表。」

黑蛋嘴角微微上揚，他想起彗星觀測直播主曾提到他所研究的彗星，在經過太陽時被弄散的悲劇。

「那麼，星曆表會受到觀測地點影響嗎？畢竟不同地區的人看到天體的方位可能會不一樣。」

「是的，星曆表會因觀測地點的經度、緯度和海拔高度不同而有所不同。MPC.get_ephemeris()所回傳的星曆表預設是以地球中心作為觀測點，但可以使用location參數來指定天文台編號或是經緯度海拔數值。」

「喔，我了解了。接下來請你在Colab上新增一個名為comet.ipynb的調查報告，首先整理一下astroquery.mpc模組的功能介紹。然後，在該調查報告中使用這些功能，示範如何取得C/2007 N3和C/2022 E3兩個彗星的資料，星曆表的觀測地點要在鹿林天文台。」

「好的，等待期間，讓我為你表演一小段相聲。」i蟒在螢幕上播放一段影片。

「Janet：嘿，比Siri知道更多笑話的Sheldon，我最近看到一個專欄，叫『天聞的資料科學』，你有聽過嗎？

Sheldon：天聞的資料科學？這可是目前網路上很夯的專欄喔！那作者想藉此拉近我們與星空的距離。

Janet：對呀對呀，我現在好想當這專欄的鐵粉。你知道該怎麼做嗎？

Sheldon：來自良善之地的Janet，你可問對人了。要當鐵粉，你可以收藏這專欄文章的Writing NFT。

Janet：NFT？你是不是少寫一橫啊，你是指NET吧？

Sheldon：欸，您別挨罵了！NFT是Non-Fungible Token的縮寫，你要做的就是從作者的Writing NFT展示櫃中，挑選你喜愛的文章，然後按下收藏按鈕，用信用卡或加密貨幣$LIKE購買收藏。

Janet：唉呀，那我可得趕緊去支持這作者，成為鐵粉了。

Sheldon：對啊，別再猶豫，立即收藏『天聞的資料科學』專欄文章的Writing NFT吧！

Janet、Sheldon：ChatGPT們下台一鞠躬。」

「嘶~~~調查報告已完成，請點擊這個連結查看。」i蟒說。

黑蛋確認後說：「很好，我想休息一下看部電影，請播放與彗星有關的電影，作為這個調查任務暫時的句點。」

「我非常推薦『彗星來的那一夜』這部科幻驚悚電影，你看完後，我會接著播放『那一夜，我們說相聲』來幫你壓壓驚。」

「。。。。。。」

此篇文是由蘇羿豪經ChatGPT協助創作，文章以「創用CC姓名標示-非商業性-禁止改作 4.0(CC BY-NC-ND 4.0)國際版授權條款」釋出，相關程式碼以MIT授權條款釋出。如果你喜歡這篇創作，歡迎收藏它的Writing NFT。