下月将发生金星凌日 或有助寻找系外行星

HZHAI2010

　　这是由美国宇航局所属TRACE卫星拍摄于2004年金星凌日期间的三张照片。最上方的照片拍摄于可见光波段；左下方的照片拍摄于紫外波段；而右下方的图像拍摄于极紫外波段
　　北京时间5月18日消息，据美国太空网报道，下个月即将发生一次金星凌日的天象。对此一位著名研究人员表示，这次天象或将有助于天文学家们锁定那些围绕遥远的恒星运行的系外行星并对它们展开研究。
　　6月5日，从地球上看去，金星将从太阳的圆面上通过，这就是金星凌日现象。而下一次再发生这样的天象将要等到105年之后。然而即将上演的这一幕天文奇景还远远不止是罕见那么简单；它也将为天文工作者提供一个难得的机会去演练我们搜寻并研究遥远的太阳系外行星的技术。
　　美国威廉姆斯学院的杰·帕萨切夫(Jay Pasachoff)告诉美国太空网：“我们将尽我们所能地利用好这样一次金星凌日的机会来开展对系外行星以及它们大气层的研究。”
　　帕萨切夫在本周的《自然》杂志上撰写了一篇评论，这篇评论于本月16日在线发表。在这篇文章中，他详细描述了这样一次凌日现象可以为我们提供的观测机会。
　　搜寻系外行星
　　搜寻系外行星产生的凌星现象一直是搜寻这些遥远行星的有效手段。如美国宇航局的开普勒空间望远镜的探测工作便是基于这一原理。截至目前，该项目已经使用这一方法发现大约2300颗系外行星候选目标。该方法的实质就是通过精密测光，探测由于行星体的遮掩效应而导致的恒星亮度轻微减弱的现象。尽管这些已经被发现的候选目标中有很大一部分还需要后续的进一步确认，但是开普勒项目科学家们估计认为其中至少80%的候选目标最终都将得到确认。
　　然而凌星这一方法存在的一项严重问题在于，导致恒星亮度发生轻微改变的原因并非仅仅只有视线前方有行星这一种可能性。比方说，恒星表面出现大面积的黑子也可以导致其整体亮度发生轻微的下降。而下个月即将上演的金星凌日现象正值太阳临近其11年的活动高峰期，在6月5日当天或许会有较大规模的黑子出现。因此这样一次凌日天象正好将给天文学家们提供一个练兵的机会，在存在大型黑子背景的情况下学习如何区分两者的信号差异。
　　上一次金星凌日发生在2004年，但是当时的那次凌日没有为天文学研究提供这样的时机，因为那一次的凌日发生时太阳正值平静期，整个太阳表面没有多少黑子。金星凌日现象一般会成对出现，两者相隔8年，而对与对之间的间隔则几乎达到一个世纪。
　　了解行星特征
　　帕萨切夫表示，除了有助于发现之外，此次金星凌日现象或许还将帮助天文学家们更好地对系外行星和它们的大气层展开研究工作。
　　首先，对于金星凌日现象的详细观测将让天文学家们有机会计算出金星的直径大小，当然这一数据是已知的。但是将由凌日观测测量获得的数据和金星直径的实际数据两者进行比对的过程将帮助天文学家们估算当他们对系外行星大小进行测量时可以做到的精度。
　　更进一步地，科学家们用他们的设备仪器对此次凌日现象进行观察的过程将让我们更好的了解金星浓厚大气层的本质和组分。因为研究人员已经了解很多有关金星大气的信息，此次凌日观测将可以作为对未来系外行星观测技术和获取数据的校准验证机会。
　　帕萨切夫和他的同事们正在筹划着开展类似这样的工作。为了寻找二氧化碳，他们计划在位于新墨西哥州美国国家太阳观测台所属的一台大型光谱仪上加装滤光镜。二氧化碳是组成金星大气层的最主要成分。
　　帕萨切夫在他发表在《自然》杂志上的评论中写道：“这样做将会让我们得以在凌日期间对一个已然相当了解的大气层进行一种独特而详尽的光谱学研究。而这一结果又可以被应用于未来对未知的系外行星的大气层研究中去。”
　　但这并不是说科学家们已经完全了解了金星的大气层。帕萨切夫正和来自全世界各地的天文学家们共同努力，准备使用多台设备对此次凌日现象加以观测，以便了解更多有关金星本质以及演化方面的信息。帕萨切夫告诉美国太空网称：“利用这些数据和欧洲空间局的金星快车获得的数据进行对比，我们将可以对金星大气中等尺度结构获得较之单单利用空间探测或凌日观测更好的理解。”
　　呼唤行动
　　帕萨切夫在《自然》杂志上撰写的评论实际上可以被视作是一种行动的号召。他正号召同行们充分利用好这一次千载难逢的机会，尽管他们并不很清楚此次观测所获得的数据最终究竟将会有什么用处。
　　帕萨切夫写道：“就目前而言，想要断言对我们太阳系内发生的凌日现象进行的研究最终究竟将会对我们解译遥远系外行星的观测数据起到多大作用还为时过早。但是这样的凌日现象是如此罕见，浪费这样的时机将是一种犯罪。”
　　他说：“让我们将这一问题的答案留给后来的天文学家们吧。尤其是那些将会对下一次金星凌日进行观测的人——下一次金星凌日现象将会在公元2117年上演。届时我们的这些数据将会丰富那时候的天文学家们的数据库。谁也无法预料我们的这些数据是否会在未来产生关键性的作用。”
　　很多其它天文学家同样也有类似的想法。举例而言，美国宇航局太阳动力学天文台(SDO)探测器也将对这一历时7个小时之久的凌日现象进行观测，当然其这样做的部分目的是为了校准其搭载的一些设备，但是也可以借此进一步帮助了解金星的大气层。
　　美国宇航局的哈勃空间望远镜同样也将被调动，用来对这一凌日事件进行观测——尽管不是直接进行观测。哈勃望远镜的光学系统非常敏感，因此不能直接面对太阳，甚至其视野都要尽量避免靠近太阳附近。因此此番它将利用月球作为它的反光镜，对从照射到月面并反射回来的阳光进行观察。其观测目标是确定金星大气的成分，并借此验证用于未来对系外行星进行观测的技术手段。