那繁星点点的夜空？到处都是日食

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一位艺术家的概念展示了使用极其强大的虚构望远镜从地球上看到的TRAPPIST-1行星。图像：美国航空航天局/喷气推进实验室加州理工学院

（）据美国宇航局（Pat Brennan）：我们的恒星太阳有时会与月球联手，为地球人提供一次壮观的日食——就像4月8日美国、墨西哥和加拿大部分地区将看到的日食一样。

但是，在其他恒星中，我们多久能看到类似的日食？答案取决于你的观点。字面上

在地球上，从地球表面的一部分看，当月球挡住太阳的圆盘时，就会发生日全食。在这种情况下，“总体路径”将是从德克萨斯州到缅因州的一条贯穿全国的带状路径。

当水星和金星在我们的望远镜和太阳之间经过时，我们还可以看到涉及水星和金星的“日食”，这两颗行星在我们的太阳系中绕太阳的轨道比地球更近（尽管只有使用带有保护性滤光器的望远镜才能避免眼睛受损）。在这些罕见的事件中，行星是穿过太阳大得多的圆盘的小点。



2012年6月5日，美国国家航空航天局太阳动力学观测站拍摄的金星凌日的合成图像。这张照片展示了金星穿越太阳的经过。图像：NASA/Goddard/SDO

从某种意义上说，天文学家可以在围绕其母恒星运行的其他行星系统中“看到”日食。在这种情况下，从我们的角度来看，日食是一颗行星穿过其恒星表面时星光的微小下降。这种被称为凌日的穿越可以记录在地球上和太空望远镜上的敏感光传感器上，如美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜、詹姆斯·韦伯太空望远镜或凌日外行星探测卫星。这就是迄今为止5500多颗已确认的系外行星（围绕其他恒星的行星）中的大部分是如何被探测到的，尽管其他方法也被用于探测系外行星。

“日食是一次巨大的凌日，”马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心TESS的副项目科学家Allison Youngblood说。

这两种类型的“凌日”——无论是涉及日食还是系外行星——都可以产生改变世界的科学。1919年的日食观测有助于证明爱因斯坦的广义相对论，当时恒星的光线因太阳引力而弯曲，导致恒星的视位置发生变化，这表明引力导致空间和时间在其周围弯曲。

Youngblood说，外行星凌日也提供了远不止是对遥远行星的探测。

她说：“这颗行星从恒星前面经过，挡住了恒星一定数量的光线。”。“（星光）的下降告诉我们行星的大小。它给了我们行星半径的测量。”

仔细测量多次凌日也可以揭示系外行星一年的时间，并深入了解其形成和历史。仔细测量多次凌日也可以深入了解系外行星的形成和历史。

如果使用一种名为摄谱仪的仪器来测量这颗系外行星在凌日过程中穿过大气层的星光，可以揭示这颗行星本身更深层次的特征。光线被分解成彩虹状光谱，光谱中缺失的切片可以表明行星大气层中的气体吸收了这种“颜色”或波长。

Youngblood说：“在许多波长下测量地球，告诉我们地球大气层中有什么化学物质和分子。”。

日食是一种捕捉遥远世界信息的便捷方式，科学家们已经学会了如何创建自己的日食。他们可以在望远镜内设计日食，而不是等待日食在自然界发生。被称为日冕仪的仪器最初在地球上用于研究太阳的外层大气（日冕），现在被搭载在几台太空望远镜上。当美国国家航空航天局的下一台旗舰太空望远镜Nancy Grace Roman太空望远镜于2027年5月发射时，它将展示以前从未在太空中飞行过的新冠图技术。日冕仪使用一个由面罩和滤光片组成的系统来阻挡来自中心恒星的光线，从而揭示出围绕它运行的行星发出的微弱光线。

当然，这并不像听起来那么容易。无论是寻找凌日，还是使用日冕仪直接拍摄系外行星的图像，天文学家都必须应对来自恒星的压倒性光线——这是一个巨大的技术挑战。

加州理工学院NASA外行星科学研究所的首席科学家David Ciardi说：“在恒星前进行类似地球的凌日相当于蚊子在前灯前行走。”。“这就是光线被阻挡的原因。”

Ciardi说：“我们在观测日食时没有这个问题——这是我们的第一张日冕图。”。纯属偶然，月食期间月球完全覆盖了太阳。

他说：“日食就像一个人走在前灯前。”。

我们在太阳系的其他行星上就没有这样的运气了。

火星形状奇特的卫星太小，在凌日过程中无法完全阻挡太阳；虽然日食在外行星中可能很壮观，例如木星及其许多卫星，但它们的总覆盖范围与日食的覆盖范围不匹配。

我们恰好生活在一个观看日食的幸运时刻。数十亿年前，月球离地球更近，在日食期间似乎会使太阳相形见绌。在大约7亿年后，月球将离得更远，无法再进行日全食。

特里帕西说：“日食是幸运的巅峰。”。“月球的大小和距离使其能够完全阻挡太阳的光线。我们正处于宇宙中这个完美的时间和地点，能够目睹这样一个完美的现象。”