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错过了日食?让我们了解一下替代日食的“过境”。

来源:www.ccg2006.com时间:2020-10-15 10:46:32奇闻指数:编辑: 手机版

日环食你看了吗?如果错过这次2020年6月21日的天文奇观,下次要在台湾本岛看到日环食,可得等到2215年了(希望到时猎人已经完结)。真的错过也没关系,除了去其他国家看之外,也可以用特别的方式来“看日食”喔!?
错过了日食?让我们了解一下替代日食的“过境”。
先说说,什么是日食?
日食指的是月球运行至太阳和地球之间,遮住太阳光线的现象;如果月球刚好离地球较近,在部分地区就能看到月球将太阳完全遮住,称为日全食;要是月球离地球较远,以致看起来比较小,没办法将太阳全部掩盖,看到的就是日环食。
而关于日食现象,经典漫画《哆啦A梦》里也曾出现过探讨。在〈迷你实物大百科〉故事中,主角大雄的爸爸向其解释日食的原理之后,大雄追问一句:“月球比太阳小很多吧?”然后画下仅在中心处被月球遮住的太阳图像。
从物理的角度来看,大雄完全抓到问题的核心:日全食、日环食、还是(像大雄画的)太阳仅被遮掩一小块区域,在本质上并没有太大不同,只取决于地球和太阳之间的天体大小,和其距离地球的远近。
 
另类的“日食”:水星和金星的凌日
事实上,可不是只有月球会挡住太阳;比地球更靠近太阳的水星和金星,同样可能跑到太阳和地球之间,遮挡太阳发至地球的光线――称为水星凌日和金星凌日。只不过,水星和金星不但比太阳小得多,也比月球距离地球更远,看上去就真的如同大雄所描述,太阳只被遮住一小点而已。
相较于水星凌日平均每世纪出现13到14次,金星凌日就稀少得多。上次金星凌日是在2012年,也是二十一世纪最后一次;下次再看到金星凌日,可是2117年了。不仅如此,水星和金星还可能同时凌日,但极为罕见,人类有史以来尚不曾发生过,下一次同时凌日则会在西元69163年,有兴趣的朋友千万别错过!
系外行星的“日食”:凌日光度测定法
日食或凌日并非只会发生在太阳身上;对于遥远的其他恒星,同样存在类似的现象:从地球看过去,当系外行星[1]从母恒星前方通过,短暂遮住恒星的部分光芒,我们观测到的恒星亮度就会稍微减弱――利用这个特性,如果发现某恒星的亮度会周期性地变暗,那便有很大机率代表系外行星的存在。
 
只不过,上述方法有一些先天的限制;例如,系外行星的轨道要是不经过地球和母恒星之间,就没办法观测。再者,若该系外行星越大、越接近母恒星,显然对母恒星的亮度影响会越大;这也使得早期利用凌日光度测定法(Transit photometry)发现的系外行星,多属极度接近母恒星的气体巨行星,称为热木星[2]。然而,随着观测技术的进步,已经有更多不同种类的系外行星被发现――这一切很大程度要归功于克卜勒太空望远镜(Kepler Space Telescope)。
观察凌日的好伙伴:克卜勒太空望远镜
克卜勒太空望远镜是美国国家航空暨太空总署(NASA)发展的计画,其设计目的是为了寻找约莫地球大小、位于适居带[3]的系外行星,进而调查银河系中,恒星拥有行星的比例。克卜勒太空望远镜寻找系外行星的方法,就是凌日法,也使得凌日法成为目前发现最多系外行星的方法。
克卜勒太空望远镜于2009年升空运作,并于2018年退休;九年多的日子里,一共观察了530506颗恒星,发现2662颗系外行星,占了至今已确认的系外行星总数六成以上。
 
2013年,因为相继失去四个反作用轮中的两个,观测方向受到很大限制,克卜勒太空望远镜被迫停止十五万个恒星的持续追踪工作,仅能以推进器和剩余的反作用轮有限度地调整望远镜方位,执行替代计画。在这个阶段,除了系外行星之外,其他天体也在观测之列。总的来说,克卜勒太空望远镜不但在寻找系外行星上居功厥伟,对于我们理解行星系的构造和多样性,同样功不可没。
长久以来,科学家一直疑惑,太阳之外的其他恒星,是否也拥有自己的行星呢?如果有,那些系外行星跟太阳系的行星类似吗?又有多少比例的恒星拥有自己的行星呢?无奈受限于观测技术,我们无从解答这些疑问。
 
直到上个世纪80年代末、90年代初,才陆续有系外行星的观测证据出现。后来,瑞士日内瓦大学的天文学家梅尔(Michel Mayor)和奎洛兹(Didier Queloz)于1995年首度发现绕行主序星[4](飞马座51)的系外行星(飞马座51b)[5];在那之后,学界对系外行星的认知突飞猛进,也有越来越多的系外行星被发现。在可见的将来,说不定还能从系外行星的大气组成判断生命存在的可能性呢?人类在宇宙中是否孤单地存在,也有机会得到解答。
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