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专家解读“金星凌日”百年一见天文奇观今日上演

发布时间:2012-06-06 09:09:50来源:淘男网浏览(7028)
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 堪称2012年最值得期待的天象“金星凌日”将如约而,6月6日。天文专家表示,本次天象除给人们带来一次难得的视觉盛宴外,还将有助于人类研究金星大气的成分和寻找系外行星。

  当地球、金星、太阳在一条直线上,金星运行在地球和太阳之间,这时从地球上可以看到金星就像一个小黑点一样在太阳表面缓慢移动。天文学称之为“金星凌日”。

  金星凌日以两次凌日为一组,间隔8年,但是两组之间的间隔却有100多年。21世纪的首次金星凌日发生在2004年6月8日。2004年之前的最后组金星凌日发生在1874年的12月和1882年12月。专家指出6月6日将是本世纪最后一次观测机会,凌日时间长达6小时,我国大部分地区处于最佳观测地区。下次金星凌日将出现在2117年。

  看什么


  “5个特殊时刻”不可错过

  “在凌日观测中,共有5个特殊时刻。”紫金山天文台研究员王思潮介绍,第一是凌始外切,即金星的边沿与太阳的边沿相交的一瞬,第二是凌始内切,就是金星看上去刚刚“进入”太阳后,边沿与太阳边沿内切的一瞬。第三是食甚,在金星凌日的食甚时,金星与太阳的中心点最近。第四是凌终内切,就是金星看上去即将“逃出”太阳前,边沿与太阳边沿内切的一瞬。第五是凌终外切,与凌始外切正好相反,凌终外切之后,金星就在太阳强烈的光照下“隐身”了,凌日过程结束。

  除此之外,在入凌和出凌阶段,有时候金星视面边缘会镶上一丝极细的“晕环”或“光环”。这个“晕环”是由于金星大气层顶部反射、散射阳光形成的。使用目镜投影方式可看到它,但如果将望远镜加滤光片,则会更清楚。专家指出,“晕环”大小的变化,环亮度是否均匀,是否能在太阳圆轮的背景下看到,这些都是很有意思的。

  黒滴现象最值得期待 成因仍存争议

  专家介绍,金星入凌和出凌时,细心的观察者可能会发现所谓的“黑滴”现象。实际上,当我们对着光亮,将两个手指逐渐靠近,当很接近的时候,可以发现尽管手指还没有接触,就能够看到上下手指之间有阴影把它们联系了起来,像是手指间有水滴一样,这就是所谓的“黑滴”现象。金星进入太阳与从太阳出来这一头一尾两个环节,被认为是金星凌日最值得观测的。

  “黑滴”的产生原因是一个谜团,即使到今天也存在一些具有争议的解释。有人认为这种效应来源于光的衍射,有的认为它仅仅是错觉,还有人认为它与金星的大气层有关。但目前的学者们更倾向于认为,黑滴效应并非由以上这些原因引起,它实际上由地球大气中的一种与视宁度有关的涂污效应引起。另外,“黑滴”现象也受到观测时望远镜质量的一些影响。

  怎么看

  应使用专用日食观测卡

  “金星凌日”难得一见,但要成功观测凌日现象必须作好充分准备。

  专家提示,首先必须注意保护自己的眼睛。切不可用普通的太阳镜来直接观测太阳。无论采取什么样的方法来观测,都不要长时间地凝视太阳,必须经常让眼睛休息片刻。

  观测者必须使用适当的减光装置来保护眼睛,最好使用专用的日食观测卡,但使用前应仔细检查观测卡的膜层是否完好,有否小孔等瑕疵。此外,还可以用电焊防护玻璃、用烟充分熏黑的普通玻璃或几层过度曝光的胶卷等作为观测工具。

  比较而言,用望远镜进行投影观测可以取得更好的效果。专家指出,使用望远镜的话,一定要提前在镜头前罩好供目视观测使用的巴德膜。如果使用相机拍摄“金星凌日”,一定要在镜头前使用滤光片或巴德膜进行减光,以免烧坏机器。

  金星第一次与太阳表面外切时间为6时10分05秒,金星完全脱离太阳的时间为12时49分24秒,整个过程将持续6个多小时。天文专家提示,在金星进入太阳圆面之前,金星是看不到的。因此,必须根据预报的金星凌始外切时刻和该时刻金星的位置角,耐心地等待金星凌始外切的出现。

  观测意义

  利用“行星凌日”或可发现系外行星

  我国天文教育专家、天津市天文学会理事赵之珩介绍说,1761年“金星凌日”刚刚开始的时候,俄国天文学家罗蒙诺索夫看到了金星周围的大气层,后来的凌日当中利用分光镜检测出金星大气主要是二氧化碳和少量的氮气、硫酸雾等,这对于世人揭开金星之谜提供了重要信息。但金星大气的成分还有什么,至今各国科学家都在苦苦探索。因此,本次“金星凌日”为金星大气成分的研究提供了难得的良机。

  太阳系外行星是独特的天体,人们可以参照太阳系内与它们类似的行星来研究,“金星凌日”所包含的信息,可以帮助分析太阳系外行星。赵之珩表示,根据相关资料显示,目前人类正在竭力寻找太阳系之外的“系外行星”,企图发现“地球型行星”,从而进一步找到“外星生物”。如果地球轨道正好和系外行星轨道在一个平面上,利用“行星凌日”发现系外行星,不失为一个绝妙的方法。

  为解决“最崇高的天文问题”提供途径

  “金星凌日”最早由德国天文学家开普勒预言,英国天文学家霍罗克斯在1639年首次记录。在科学史上,金星凌日曾起到过非常积极的作用。

  1716年英国著名天文学家哈雷发表论文提出了一套利用观测金星凌日来计算地球与太阳之间距离的方法,从而使人们首次有可能比较精确地获得太阳系的大小。于是1761年和1769年的“金星凌日”而成为众多天文学家竞相观测的目标。1824年德国天文学家恩克发表了对两次观测的比较全面的讨论结果,得到地球距离太阳1.53亿公里,但该值的不确定度较大。因为日地距离是一个最基本的天文常数,日地距离的测定被誉为“最崇高的天文问题”,所以天文学家把更多的精力投入到了1874年和1882年的“金星凌日”观测。最后从1882年的观测结果归算出日地距离为1.4934亿±9.6万公里,现在的为1.49597870亿公里。

  新闻链接

  国际空间站、哈勃望远镜加入观测队伍

  宇航员唐·佩提特正在国际空间站上工作,担任飞行工程师的职位。他计划着对即将发生的金星凌日天象在轨道上开展观测。届时,佩提特将把他的相机对准飞船的侧边舷窗,这里是一个由欧洲空间局制造的观测舱,拥有大视野的舷窗,可以观察地球和太空。这里的7扇舷窗被宇航员们用来观察并操作空间站上的机械臂,协调飞船对接,并拍摄地球和太空的科学图片。

  为此完成“金星凌日”的拍摄,2011年12月出发前往国际空间站时,宇航员专门带上了太阳滤光片。2004年发生“金星凌日”时,由于没有携带滤光片,国际空间站与这一罕见天象失之交臂。

  值得一提的是,此次“金星凌日”,哈勃空间望远镜也会加入到观测的队伍中,虽然其镜头不能对准太阳,但可以对准月面观测,测量月面亮度的变化,从而推测太阳光强度的微小变化,积累测量“系外行星”的经验。据介绍,本次观测一旦成功的话,它的科学意义将会非常巨大。


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