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本文基于云南天文台1.0米和2.4米望远镜2011-2024年观测数据，结合Gaia DR3星表，采用二维高斯拟合及有效点扩散函数等技术，解决了几何畸变、精度提升和色差折射问题，最终得到Phoebe的轨道参数与理论值偏差仅为0.002-0.016角秒，验证了捕获假说对太阳系演化的意义。
N. 王 | Z.Y. 薛 | B.B. 张 | Q.Y. 彭 | X.M. 程 | Y.M. 叶
济南大学计算机科学系，广州 510632，中国
摘要
2023年和2024年，云南天文台的1.0米望远镜对Phoebe进行了观测。这些观测结果与2011年至2014年间使用2.4米望远镜获得的观测数据一起，通过Gaia DR3星表进行了处理。为了提高位置测量的精度，采用了二维高斯拟合或有效点扩散函数。在数据处理过程中，解决了校准场的几何畸变问题，降低了精度误差，并考虑了差分色折射效应。总共获得了368张CCD图像。Phoebe的理论位置是根据IMCCE星表ph12推导出的，而土星的位置则基于JPL星表DE441。结果显示，其赤经和赤纬的平均偏差分别为-0.002弧秒和0.016弧秒。观测数据的离散度分别为0.028弧秒和0.028弧秒。
引言
Phoebe是土星的第九颗卫星，也是最大的不规则外卫星，具有逆行轨道。其暗色表面、布满陨石坑的地形以及较低的平均密度与柯伊伯带天体的光谱和物理特征相符，这表明它可能是被土星引力捕获的（Di Sisto和Brunini，2007）。这一捕获事件为研究早期天体迁移和行星系统演化提供了重要样本。此外，长期的地基观测可以精确其轨道参数，从而提高星表的准确性（Arlot等人，2012）。因此，对Phoebe的观测至关重要。然而，由于其亮度较低（视星等为16.5），Phoebe的星表精度相对于其他土星卫星来说较低（Desmars等人，2013）。
为了提高Phoebe的天体测量精度，彭等人（2015）解决了几何畸变问题，并利用UCAC2星表（Zacharias等人，2004；彭等人，2015）中的恒星数据测量了Phoebe的位置。经过畸变校正后，Phoebe内部数据的一致性显著提高（彭等人，2015）。自2013年欧洲航天局（ESA）启动Gaia任务以来，已发布了Gaia DR1（Gaia合作组，2016）、Gaia DR2（Gaia合作组，2018）、Gaia EDR3（Gaia合作组，2021）和Gaia DR3（Gaia合作组，2023）数据。最新的Gaia DR3数据提供了超过18亿个天体的亚毫角秒级天体测量和宽带光度测量结果。高密度和高精度的参考恒星使得前所未有的天体测量成为可能。此外，高精度天体测量技术的最新进展——包括精度修正（Lin等人，2020）、差分色折射（DCR，Lin等人，2019）和有效点扩散函数（ePSF，Anderson和King，2000）——显著提高了移动天体的位置测量精度。这些进展为改进Phoebe的地基天体测量提供了巨大机会。
本文的结构如下：第2节描述了所用望远镜和观测过程；第3节介绍了三台望远镜的数据处理方法；第4节总结了研究结果。
观测
观测工作分别于2023年至2024年使用云南天文台的1.0米望远镜进行，以及2011年至2014年使用2.4米望远镜进行。1.0米望远镜的观测地点位于经度E，纬度N，海拔高度2000米；2.4米望远镜的观测地点位于经度E，纬度N，海拔高度3193米。
数据处理
由于Phoebe的观测数据来自三台不同的望远镜，因此天体测量过程是分别进行的。
结论
本文利用Gaia DR3星表对368张Phoebe的CCD图像进行了处理。处理过程中，去除了CCD图像的背景噪声，解决了几何畸变问题，降低了精度误差，并考虑了恒星的差分色折射效应。结果显示，根据IMCCE星表ph12/DE441，Phoebe的赤经和赤纬的平均偏差分别为-0.002弧秒和0.016弧秒。观测数据的离散度分别为0.028弧秒和0.028弧秒。
CRediT作者贡献声明
N. 王：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 初稿，监督，方法论研究。
Z.Y. 薛：数据可视化，数据分析，形式化分析。
B.B. 张：资源获取，形式化分析。
Q.Y. 彭：资源获取，方法论研究。
X.M. 程：资源获取，数据分析。
Y.M. 叶：形式化分析，数据管理。
利益冲突声明
我，Na Wang，声明在提交给《行星与空间科学》（Planetary and Space Science）的论文《利用Gaia DR3星表获得Phoebe的精确CCD位置》中不存在任何利益冲突。我确认论文中的结果和解释是原创的，未抄袭他人成果。我已阅读并理解《行星与空间科学》的利益冲突政策，并知晓未披露利益冲突可能导致的相关后果。
