专栏名称: 环球物理
环球物理,以物理学习为主题,以传播物理文化为己任。专业于物理,致力于物理!以激发学习者学习物理的兴趣为目标,分享物理的智慧,学会用物理思维去思考问题,为大家展现一个有趣,丰富多彩的,神奇的物理世界!
目录
相关文章推荐
中科院物理所  ·  跟着小小的黏菌去计算大大的宇宙 ·  16 小时前  
中科院物理所  ·  关于物理所小编“转生”变成AI这档事 ·  昨天  
中科院物理所  ·  没有翅膀也能飞?鸟鸟们看完都傻了?| 正经玩 ·  2 天前  
51好读  ›  专栏  ›  环球物理

【天体物理】一次日全食,一场科学盛宴

环球物理  · 公众号  · 物理  · 2017-08-27 21:17

正文

请到「今天看啥」查看全文



一个叫做“Life Responds”日食计划 [2] 的发言人Elise Ricard对此表示:“关于动物,甚至是植物,对日全食的反应的相关研究很少。” 而这次的日全食或许会带来改变,特别是智能手机的广泛应用,人们可以更方便的记录他们的对动植物的观测。今年,加州科学院就号召公民科学能够通过一个叫iNaturalist的App [3] 记录下他们对动植物的行为的观察,希望能够收集到前所未有的信息。


3. 日食期间,地球的大气层会有什么变化吗?



△ 大气层中的电子会被太阳光从原子中剥离,产生电离层。但是在日全食期间,这个过程将会终止。(图片来源:NASA)


有这么一群人,无论是晴天还是下雨,他们都会在日食期间打开无线电接收器。他们所感兴趣的目标并不是太阳,而是距离地球表面75 - 1000公里上空的 电离层 。这部分大气层由于受到太阳辐射,原子和分子中的电子会被剥离 (或离子化) ,就会产生电离层。电离层会吸收来自太阳的紫外辐射,保护地面的生命不受伤害,可以说它是生命之所以存在于这个星球的原因之一。此外,电离层也是北极光上演的舞台,它在GPS信号和无线电通讯中都扮演着至关重要的角色。


在没有阳光的照射下,电离层会停止离子化。自由带负电的电子开始重新和带正电的离子结合,中和大气中的电荷。由于四处乱窜的自由电子大量减少,电离层会以不同的方式反射无线电波。我们大概知道这是怎么发生的,但不精确,因此通过日全食,科学家能够深入的研究这其中的奥妙。乔治梅森大学的George Mason和她的同事号召自愿者加入到“Eclipse Mob” [4] 的计划之中,收集当太阳被完全挡住时电离层的反应的数据。科学家也将会考察日食对GPS信号的影响。


△ 大约150名的Eclipse Mob实验的参与者将收到一个小无线电接收器的DIY工具箱。这是一个完整的电路,可以插入智能手机的耳机接口。其他参与者则需要自制接收器。当天,参与者将接收到无线电发射机发出的信号,并记录在日食期间和前后的信号的强度。(图片来源:K.C. KERBY-PATEL)


4. 日食期间,能否帮助我们揭开水星表面之谜?


美国时间21日上午,两架喷气式飞机将从休斯顿的约翰逊航天中心起飞 [5] ,以每小时750公里的速度追逐月球的影子。飞机上携带的仪器将专注于观测太阳系中的另一员: 水星 。飞机在黑暗之中呼啸而过的短暂时间内,这些仪器将会收集到足够的数据回答关于水星的一个谜题: 水星表面的内层是由什么组成的?


△ NASA的“信使号”环绕水星的4年时间里,揭露了很多水星表面的细节。2017年的日全食将更深入的挖掘该行星的表面成分。(图片来源:NASA)


由于水星离太阳太近,从地球上研究它是很困难的一件事。另外,我们也很难在近处观察它,因为极端的温度和辐射会威胁任何靠的太近的航天器。而且太阳的亮度也会阻碍信号从航天器上发送回地球。


2011-2015年期间,NASA发射的“信使号”环绕着水星运行进行考察。但“信使号”只能触及表面,并通过一个叫“反射分光计”的仪器分析水星的成分。信使号测量了水星表面波长小于1微米的反射光,发现了水星含有惊人数量的硫和钾。但这些波长只来自水星表面顶端的几微米处,在那之下的成分完全是未知的。


为了深挖水星的表面,太阳物理学家Amir Caspi和行星科学家Constantine Tsang和他们的同事将利用特别设计的红外摄影机,可以探测的波长为3 - 5微米之间的光。两架喷气式飞机上将携带大量的仪器,它们所处于的高度和速度有两个优势:更少的大气干扰和更多的时间处于日全食之下 (飞机将在400秒的时间内处于完全黑暗之下)



△ 望远镜被安装在喷气式飞机的鼻子上,试图找出水星地面下的成分。(图片来源: Amir Caspi)







请到「今天看啥」查看全文