這是由美國宇航局所屬TRACE衛(wèi)星拍攝于2004年金星凌日期間的三張照片。最上方的照片拍攝于可見光波段；左下方的照片拍攝于紫外波段；而右下方的圖像拍攝于極紫外波段北京時間5月18日消息，據(jù)美國太空網(wǎng)報道，下個月即將發(fā)生一次金星凌日的天象。對此一位著名研究人員表示，這次天象或?qū)⒂兄谔煳膶W(xué)家們鎖定那些圍繞遙遠(yuǎn)的恒星運(yùn)行的系外行星并對它們展開研究。
6月5日，從地球上看去，金星將從太陽的圓面上通過，這就是金星凌日現(xiàn)象。而下一次再發(fā)生這樣的天象將要等到105年之后。然而即將上演的這一幕天文奇景還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止是罕見那么簡單；它也將為天文工作者提供一個難得的機(jī)會去演練我們搜尋并研究遙遠(yuǎn)的太陽系外行星的技術(shù)。
美國威廉姆斯學(xué)院的杰·帕薩切夫(JayPasachoff)告訴美國太空網(wǎng)：“我們將盡我們所能地利用好這樣一次金星凌日的機(jī)會來開展對系外行星以及它們大氣層的研究。”
帕薩切夫在本周的《自然》雜志上撰寫了一篇評論，這篇評論于本月16日在線發(fā)表。在這篇文章中，他詳細(xì)描述了這樣一次凌日現(xiàn)象可以為我們提供的觀測機(jī)會。
搜尋系外行星
搜尋系外行星產(chǎn)生的凌星現(xiàn)象一直是搜尋這些遙遠(yuǎn)行星的有效手段。如美國宇航局的開普勒空間望遠(yuǎn)鏡的探測工作便是基于這一原理。截至目前，該項目已經(jīng)使用這一方法發(fā)現(xiàn)大約2300顆系外行星候選目標(biāo)。該方法的實(shí)質(zhì)就是通過精密測光，探測由于行星體的遮掩效應(yīng)而導(dǎo)致的恒星亮度輕微減弱的現(xiàn)象。盡管這些已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的候選目標(biāo)中有很大一部分還需要后續(xù)的進(jìn)一步確認(rèn)，但是開普勒項目科學(xué)家們估計認(rèn)為其中至少80%的候選目標(biāo)最終都將得到確認(rèn)。
然而凌星這一方法存在的一項嚴(yán)重問題在于，導(dǎo)致恒星亮度發(fā)生輕微改變的原因并非僅僅只有視線前方有行星這一種可能性。比方說，恒星表面出現(xiàn)大面積的黑子也可以導(dǎo)致其整體亮度發(fā)生輕微的下降。而下個月即將上演的金星凌日現(xiàn)象正值太陽臨近其11年的活動高峰期，在6月5日當(dāng)天或許會有較大規(guī)模的黑子出現(xiàn)。因此這樣一次凌日天象正好將給天文學(xué)家們提供一個練兵的機(jī)會，在存在大型黑子背景的情況下學(xué)習(xí)如何區(qū)分兩者的信號差異。
上一次金星凌日發(fā)生在2004年，但是當(dāng)時的那次凌日沒有為天文學(xué)研究提供這樣的時機(jī)，因?yàn)槟且淮蔚牧枞瞻l(fā)生時太陽正值平靜期，整個太陽表面沒有多少黑子。金星凌日現(xiàn)象一般會成對出現(xiàn)，兩者相隔8年，而對與對之間的間隔則幾乎達(dá)到一個世紀(jì)。
了解行星特征
帕薩切夫表示，除了有助于發(fā)現(xiàn)之外，此次金星凌日現(xiàn)象或許還將幫助天文學(xué)家們更好地對系外行星和它們的大氣層展開研究工作。
首先，對于金星凌日現(xiàn)象的詳細(xì)觀測將讓天文學(xué)家們有機(jī)會計算出金星的直徑大小，當(dāng)然這一數(shù)據(jù)是已知的。但是將由凌日觀測測量獲得的數(shù)據(jù)和金星直徑的實(shí)際數(shù)據(jù)兩者進(jìn)行比對的過程將幫助天文學(xué)家們估算當(dāng)他們對系外行星大小進(jìn)行測量時可以做到的精度。
更進(jìn)一步地，科學(xué)家們用他們的設(shè)備儀器對此次凌日現(xiàn)象進(jìn)行觀察的過程將讓我們更好的了解金星濃厚大氣層的本質(zhì)和組分。因?yàn)檠芯咳藛T已經(jīng)了解很多有關(guān)金星大氣的信息，此次凌日觀測將可以作為對未來系外行星觀測技術(shù)和獲取數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)驗(yàn)證機(jī)會。
帕薩切夫和他的同事們正在籌劃著開展類似這樣的工作。為了尋找二氧化碳，他們計劃在位于新墨西哥州美國國家太陽觀測臺所屬的一臺大型光譜儀上加裝濾光鏡。二氧化碳是組成金星大氣層的最主要成分。
帕薩切夫在他發(fā)表在《自然》雜志上的評論中寫道：“這樣做將會讓我們得以在凌日期間對一個已然相當(dāng)了解的大氣層進(jìn)行一種獨(dú)特而詳盡的光譜學(xué)研究。而這一結(jié)果又可以被應(yīng)用于未來對未知的系外行星的大氣層研究中去。”
但這并不是說科學(xué)家們已經(jīng)完全了解了金星的大氣層。帕薩切夫正和來自全世界各地的天文學(xué)家們共同努力，準(zhǔn)備使用多臺設(shè)備對此次凌日現(xiàn)象加以觀測，以便了解更多有關(guān)金星本質(zhì)以及演化方面的信息。帕薩切夫告訴美國太空網(wǎng)稱：“利用這些數(shù)據(jù)和歐洲空間局的金星快車獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，我們將可以對金星大氣中等尺度結(jié)構(gòu)獲得較之單單利用空間探測或凌日觀測更好的理解。”
呼喚行動
帕薩切夫在《自然》雜志上撰寫的評論實(shí)際上可以被視作是一種行動的號召。他正號召同行們充分利用好這一次千載難逢的機(jī)會，盡管他們并不很清楚此次觀測所獲得的數(shù)據(jù)最終究竟將會有什么用處。
帕薩切夫?qū)懙溃?ldquo;就目前而言，想要斷言對我們太陽系內(nèi)發(fā)生的凌日現(xiàn)象進(jìn)行的研究最終究竟將會對我們解譯遙遠(yuǎn)系外行星的觀測數(shù)據(jù)起到多大作用還為時過早。但是這樣的凌日現(xiàn)象是如此罕見，浪費(fèi)這樣的時機(jī)將是一種犯罪。”
他說：“讓我們將這一問題的答案留給后來的天文學(xué)家們吧。尤其是那些將會對下一次金星凌日進(jìn)行觀測的人——下一次金星凌日現(xiàn)象將會在公元2117年上演。屆時我們的這些數(shù)據(jù)將會豐富那時候的天文學(xué)家們的數(shù)據(jù)庫。誰也無法預(yù)料我們的這些數(shù)據(jù)是否會在未來產(chǎn)生關(guān)鍵性的作用。”
很多其它天文學(xué)家同樣也有類似的想法。舉例而言，美國宇航局太陽動力學(xué)天文臺(SDO)探測器也將對這一歷時7個小時之久的凌日現(xiàn)象進(jìn)行觀測，當(dāng)然其這樣做的部分目的是為了校準(zhǔn)其搭載的一些設(shè)備，但是也可以借此進(jìn)一步幫助了解金星的大氣層。
美國宇航局的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡同樣也將被調(diào)動，用來對這一凌日事件進(jìn)行觀測——盡管不是直接進(jìn)行觀測。哈勃望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)非常敏感，因此不能直接面對太陽，甚至其視野都要盡量避免靠近太陽附近。因此此番它將利用月球作為它的反光鏡，對從照射到月面并反射回來的陽光進(jìn)行觀察。其觀測目標(biāo)是確定金星大氣的成分，并借此驗(yàn)證用于未來對系外行星進(jìn)行觀測的技術(shù)手段。
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