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开创性卫星任务实现首次人造日食

日全食是一种奇妙的天文现象。地球、月球和太阳之间复杂的相互作用所产生的这一奇特现象,不仅让我们领略到宇宙的神奇,还为我们提供了一个难得的观察太阳的窗口。

更具体地说,当月球遮挡住太阳的主圆盘时,我们就能看到太阳大气(即日冕)中的细节和特征,而这些通常是无法直接观测到的。现在,一个新的卫星天文台让我们每天都能观测到 “日食”。

它就是欧洲航天局的 “普罗巴 – 3号”(Proba – 3),堪称工程学上的一项非凡成就。它由两颗独立的航天器组成:日冕仪和遮光器,它们以精确的队形飞行,间距为150米(492英尺),大约相当于1.4个足球场的长度。

在这种配置下,遮光器会调整自身方向以遮挡太阳圆盘,而日冕仪则使用其ASPIICS仪器(全称为 “太阳日冕偏振与成像研究航天器组合”),以不同波长拍摄日冕的图像。

在无需地面控制干预的情况下,持续数小时完成这一壮举后,该任务现已获得了首次人造日食观测数据。

比利时皇家天文台的ASPIICS首席研究员安德烈·朱可夫(Andrei Zhukov)解释说:“每张完整的图像——涵盖从被遮挡的太阳到视野边缘的区域——实际上是由三张图像合成的。它们之间的区别仅在于曝光时间,曝光时间决定了日冕仪的光圈接收光线的时长。将这三张图像合并,我们就能看到完整的日冕。”

“我们的‘人造日食’图像与自然日食期间拍摄的图像具有可比性。不同之处在于,我们每19.6小时的轨道运行就能制造一次日食,而自然日全食每年大约只出现一次,极少数情况下会出现两次。此外,自然日全食仅持续几分钟,而‘普罗巴 – 3号’的人造日食可持续长达6小时。”

由此产生的图像展示了炽热日冕的不同特性。一张深绿色图像显示了因高温而失去电子的电离铁,这揭示了日冕中最热的部分,并且该图像捕捉到了与太阳耀斑相关的环状结构。

一张黄色图像显示了氦,并成功捕捉到了一个日珥,即从太阳表面喷出的一大团等离子体弧环。第三张紫色图像显示了白光下的盔状冕流。另一张浅绿色图像展示了从地球上看日食时太阳的样子。

还有一张图像,是由三个航天器同时观测合作完成的。“普罗巴 – 2号”以极紫外光捕捉太阳本身,“普罗巴 – 3号”捕捉日冕,而欧洲航天局的太阳观测站 “太阳和日球层观测台”(SOHO)则聚焦于太阳的外层大气。

该天文台尚未开始真正的科学观测,目前处于调试阶段,在此阶段其系统会进行广泛测试,以确保按预期运行;尽管在此阶段所获取的观测数据可用于研究和分析。

所以,这仅仅是“普罗巴 – 3号”征程的开端,也是编队航天器大胆探索新领域的开始。每20小时就能观测到一次日食,我们有望对我们狂野而美丽的太阳有更多的了解。

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