那繁星點點的夜空?到處都是日食


那繁星點點的夜空?到處都是日食


一位藝術家的概念展示了使用極其強大的虛構望遠鏡從地球上看到的TRAPPIST-1行星 。圖像:美國航空航天局/噴氣推進實驗室加州理工學院
據美國宇航局(Pat Brennan):我們的恒星太陽有時會與月球聯手,為地球人提供一次壯觀的日食——就像4月8日美國、墨西哥和加拿大部分地區將看到的日食一樣 。
但是,在其他恒星中,我們多久能看到類似的日食?答案取決于你的觀點 。字面上
在地球上 , 從地球表面的一部分看,當月球擋住太陽的圓盤時 , 就會發生日全食 。在這種情況下 , “總體路徑”將是從德克薩斯州到緬因州的一條貫穿全國的帶狀路徑 。
當水星和金星在我們的望遠鏡和太陽之間經過時,我們還可以看到涉及水星和金星的“日食”,這兩顆行星在我們的太陽系中繞太陽的軌道比地球更近(盡管只有使用帶有保護性濾光器的望遠鏡才能避免眼睛受損) 。在這些罕見的事件中 , 行星是穿過太陽大得多的圓盤的小點 。

那繁星點點的夜空?到處都是日食


2012年6月5日,美國國家航空航天局太陽動力學觀測站拍攝的金星凌日的合成圖像 。這張照片展示了金星穿越太陽的經過 。圖像:NASA/Goddard/SDO
從某種意義上說,天文學家可以在圍繞其母恒星運行的其他行星系統中“看到”日食 。在這種情況下 , 從我們的角度來看 , 日食是一顆行星穿過其恒星表面時星光的微小下降 。這種被稱為凌日的穿越可以記錄在地球上和太空望遠鏡上的敏感光傳感器上,如美國國家航空航天局的哈勃太空望遠鏡、詹姆斯·韋伯太空望遠鏡或凌日外行星探測衛星 。這就是迄今為止5500多顆已確認的系外行星(圍繞其他恒星的行星)中的大部分是如何被探測到的,盡管其他方法也被用于探測系外行星 。
“日食是一次巨大的凌日,”馬里蘭州格林貝爾特NASA戈達德太空飛行中心TESS的副項目科學家Allison Youngblood說 。
這兩種類型的“凌日”——無論是涉及日食還是系外行星——都可以產生改變世界的科學 。1919年的日食觀測有助于證明愛因斯坦的廣義相對論,當時恒星的光線因太陽引力而彎曲,導致恒星的視位置發生變化,這表明引力導致空間和時間在其周圍彎曲 。
Youngblood說,外行星凌日也提供了遠不止是對遙遠行星的探測 。
她說:“這顆行星從恒星前面經過 , 擋住了恒星一定數量的光線 ?!??!埃ㄐ枪猓┑南陆蹈嬖V我們行星的大小 。它給了我們行星半徑的測量 ?!?br>仔細測量多次凌日也可以揭示系外行星一年的時間 , 并深入了解其形成和歷史 。仔細測量多次凌日也可以深入了解系外行星的形成和歷史 。
如果使用一種名為攝譜儀的儀器來測量這顆系外行星在凌日過程中穿過大氣層的星光 , 可以揭示這顆行星本身更深層次的特征 。光線被分解成彩虹狀光譜,光譜中缺失的切片可以表明行星大氣層中的氣體吸收了這種“顏色”或波長 。
Youngblood說:“在許多波長下測量地球,告訴我們地球大氣層中有什么化學物質和分子 。” 。
日食是一種捕捉遙遠世界信息的便捷方式,科學家們已經學會了如何創建自己的日食 。他們可以在望遠鏡內設計日食,而不是等待日食在自然界發生 。被稱為日冕儀的儀器最初在地球上用于研究太陽的外層大氣(日冕),現在被搭載在幾臺太空望遠鏡上 。當美國國家航空航天局的下一臺旗艦太空望遠鏡Nancy Grace Roman太空望遠鏡于2027年5月發射時,它將展示以前從未在太空中飛行過的新冠圖技術 。日冕儀使用一個由面罩和濾光片組成的系統來阻擋來自中心恒星的光線,從而揭示出圍繞它運行的行星發出的微弱光線 。
當然,這并不像聽起來那么容易 。無論是尋找凌日,還是使用日冕儀直接拍攝系外行星的圖像 , 天文學家都必須應對來自恒星的壓倒性光線——這是一個巨大的技術挑戰 。
加州理工學院NASA外行星科學研究所的首席科學家David Ciardi說:“在恒星前進行類似地球的凌日相當于蚊子在前燈前行走 ?!??!斑@就是光線被阻擋的原因 ?!?br>Ciardi說:“我們在觀測日食時沒有這個問題——這是我們的第一張日冕圖 。” 。純屬偶然,月食期間月球完全覆蓋了太陽 。
他說:“日食就像一個人走在前燈前 ?!?。
我們在太陽系的其他行星上就沒有這樣的運氣了 。
火星形狀奇特的衛星太小 , 在凌日過程中無法完全阻擋太陽;雖然日食在外行星中可能很壯觀,例如木星及其許多衛星,但它們的總覆蓋范圍與日食的覆蓋范圍不匹配 。
我們恰好生活在一個觀看日食的幸運時刻 。數十億年前 , 月球離地球更近,在日食期間似乎會使太陽相形見絀 。在大約7億年后 , 月球將離得更遠,無法再進行日全食 。
特里帕西說:“日食是幸運的巔峰 。” ?!霸虑虻拇笮『途嚯x使其能夠完全阻擋太陽的光線 。我們正處于宇宙中這個完美的時間和地點,能夠目睹這樣一個完美的現象 ?!?br/>