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欧洲航天局的太阳轨道器探测到水星凌日现象

  

  

Mercury Transit

  最近,太阳轨道飞行器独特的有利位置使研究人员能够对太阳系最内部的世界进行重要观察。

  你永远不知道什么时候会有机会进行一些额外的太空科学研究。最近,欧洲航天局(ESA)的任务控制人员就有这样一个机会,当水星从太阳轨道飞行器的太空视角看到的时候,水星从我们的主星前面经过。

  欧洲航天局的太阳轨道飞行器任务也被称为SolO,于2020年2月10日由联合发射联盟阿特拉斯5号火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空部队空间站发射,执行探索太阳的任务。具体来说,太阳轨道飞行器将对深层日球层和新生(新兴)太阳风进行近距离观测,并飞过太阳两极,这些地区很难从地球上观测到。

  Solar Orbiter

  太阳轨道飞行器在地球上的洁净室。来源:欧洲航天局。

  为了完成这一任务,SolO携带了一套仪器,包括其偏振和日震成像仪(PHI)和极紫外成像仪(EUI),这两种仪器都见证并记录了2023年1月3日这颗最里面的行星的凌日。所有这些仪器都位于一个巨大的防热罩后面,需要在近日点通道的高温下生存,而这项任务必须承受这种高温。

  除了罕见的天体景象的独特视角外,水星的剪影还让研究人员获得了一次性的、边缘锋利的校准目标,这个目标绝对是黑色的:即使是边缘粗糙的太阳黑子和深空(仍然有暗淡的恒星斑驳),在耀眼的太阳背景下也无法提供这样的视角。

  Miho Janvier(法国天体物理空间研究所)在最近的一份新闻稿中说:“这不仅仅是在观察水星从太阳前面经过,而是在不同的大气层前面经过。”

  事实上,这为工程师提供了一次机会,将他们的仪器和真正的黑色目标进行比较。Daniel Müller (ESA-SolO项目科学家)在最近的新闻发布会上说:“这是一个经过你视野的黑色物体。”仪器在水星圆盘上记录的任何光都必须是仪器产生的光的结果,并且可以被解释为一个调整。

  随着第25个太阳活动周期的认真进行,SolO是一个任务舰队的一部分,它将以前所未有的方式仔细检查我们的主星。我们在本周早些时候看到了这种活动增加的证据,一场强大的太阳风暴在中高纬度地区引发了极光。来自SolO的视图将补充来自NASA帕克太阳探测器、太阳动力学天文台和ESA/NASA联合太阳日球层天文台(SOHO)的观测结果。

  2021年11月27日,SolO在前往太阳系内部的旅程中飞越了地球,并于2021年2月完成了距离太阳0.5 AU的第一次近日点。2023年4月10日,它在距离太阳0.29天文单位(2700万英里或4350万公里)的近日点经过,从2020年开始在金星附近经过一系列近日点,将从2025年开始执行飞越太阳两极的任务。SolO的名义任务是7年。

  

  SolO的环形轨道。来源:欧洲航天局。

  凌日在整个天文学历史上一直是至关重要的工具,直到现代。

  天文学家耶利米·霍罗克斯(Jeremiah Horrocks)和威廉·克拉布里(William Crabree)是第一批预测并观测到金星在1639年12月4日经过太阳的天文学家。一旦预测变得更加准确,天文学家们意识到对凌日(主要是金星)的观测可以用来测量太阳系的大小和距离,这引发了18世纪和19世纪第一批全球国际科学考察。

  快进到21世纪,凌日现象仍然具有科学价值,因为天文学家利用它们来发现遥远恒星周围的系外行星。虽然这些微弱的亮度下降是围绕主星运行的行星的致命证据,但这种方法也有缺点:大多数行星不会从我们的视线中凌日,而那些有凌日的行星往往是靠近主星的“热木星”,从我们的角度来看,它们更可能凌日。

  下一次水星凌日是什么时候?从地球上的有利位置看,水星在本世纪凌日13次。上一次是在2019年11月11日,下一次是在2032年11月13日。

  

  2019年水星凌日的(朦胧)视图。资料来源:Dave Dickinson。

  令人惊讶的是,最古老的天文学技术之一——简单地捕捉一个物体在另一个物体前面经过——仍然具有科学价值,并帮助现代宇宙飞船执行解开太阳秘密的任务。

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