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震惊!水星竟然也有一条长尾巴!

环球天文 环球天文 2023-05-16

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2022年10月11日,美国纽约州的史蒂文·贝拉维亚

(Steven Bellavia)拍摄了这张水星“钠尾”的照片。


史蒂文写道:


由于太靠近太阳的缘故,水星稀薄的大气层喷出2400万公里长的气体羽流,这个长长的尾部非常像彗星的彗尾。



水星的“钠尾”



水星有一条背向太阳的长长的流动尾巴,就像彗星的彗尾一样,在长时间曝光的照片中可见。


科学家们在1980年代首次预测水星有一条尾巴,然后在2001年发现并证实了它的存在。


NASA(美国宇航局)的信使号(Messenger)任务还揭示了2011年至2015年间它绕水星运行时观察到的许多“尾巴”细节


如今,地球上的天文摄影师能够使用合适的设备和一些窍门,拍摄到水星尾巴的精彩照片。



注:


信使号(英文缩写:MESSENGER,英文全写:MErcury Surface, Space ENvironment,GEochemistry and Ranging,意译:“水星表面,太空环境,地球化学和广泛探索”)是美国国家航空航天局在2004年8月3日发射的探测卫星,为了研究水星的环境与特性在2011年进入水星轨道,信使号也是水手10号任务之后人类首次探测水星的计划。


NASA的“信使”号水星探测飞船于2004年8月3日搭乘德尔塔-2运载火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心点火升空,“信使”号开始了计划中的耗时6年半、飞行79亿公里的探测远征。


这次水星探测任务由美国宇航局、卡内基研究所以及约翰·霍普金斯大学共同研发承担“信使”号探测飞船由霍普金斯大学应用物理实验室负责设计、制造。这是30年来人类探测器首次对水星进行全面的环绕探测。


2015年4月30日下午3点26分(北京时间5月1日凌晨3点26分),“信使号”以撞击水星的方式,结束了其探测使命,在水星北极附近留下一个直径大约15米的撞击坑。


为什么水星有尾巴?



答案部分在于钠原子——这些原子在阳光的推动和微陨石的撞击下,从水星表面“释放”出来。


来自水星表面的钠原子被喷射到水星的大气层和太空中,在那里它们形成了水星的尾巴


信使号发现阳光会散射钠原子,使它们发出黄色橙色的光芒。


然而,太阳不仅仅是选择性地将钠从水星表面吹走。水星的尾巴是由许多元素组成的,但钠是最重要的,因为它在散射黄光方面最为抢眼——这使得水星尾巴能出现在长时间曝光的照片上。


水星的钠尾有多大?它的长度大约是地球直径的100倍



水星尾巴的照片



史蒂文·贝拉维亚于2021年5月14日

拍摄了这张照片,

它让我们更仔细地观察水星的尾巴。

贝拉维亚在10岁时就开始

爱好天文学和天文摄影,

并在他的大部分时间里从事航空航天、

物理学和天文学项目的专业工作。



2021年5月13日,

史蒂文·贝拉维亚 ( Steven Bellavia ) 

制作了这张水星钠尾的合成图像。

它由30张堆叠的30秒水星曝光

以及当晚新月的图像组成。

(点击图片放大查看)



2022年4月24日,

史蒂文·贝拉维亚拍摄了这张照片。


史蒂文表示:


只有使用波长589纳米亮黄色钠光的窄带滤光片,才能拍摄到这样的钠尾。



宇宙中的钠



天文学家可以使用波长589nm范围内的滤光片来了解更多的宇宙信息,而不仅仅是水星的尾巴。


太阳和彗星是钠滤光片的最佳目标


天文学家还观察到了钠从我们的月球流出,以及钠在被吹离木卫一后,形成一片阴霾笼罩在木星周围。


其他恒星系统中发现钠,使科学家能够了解系外岩石行星——他们甚至还可以使用光谱中的“钠吸收带”来测量红移宇宙的大小



注:


红移现象是多普勒频移的一种,对应的还有蓝移现象。光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化. 如果恒星远离我们而去,则光的谱线就向红光方向移动,称为红移;如果恒星朝向我们运动,光的谱线就向紫光方向移动,称为蓝移。


红移现象,最初是针对机械波而言的,即一个相对于观察者运动着的物体离得越远发出的声音越雄壮(波长比较长),相反离得越近发出的声音越凄凉(波长比较短)。


后来,美国天文学家哈勃把一个天体的光谱向低频(红)端的位移叫做多普勒红移。通常认为它是多普勒效应所致,即当一个波源(光波或射电波)和一个观测者互相快速运动时所造成的频率变化。


美国天文学家哈勃于1929年确认,遥远的星系均远离我们地球所在的银河系而去,同时,它们的红移随着它们的距离增大而成正比地增加。这一普遍规律称为哈勃定律,它成为星系退行速度及其和地球的距离之间的相关的基础。这就是说,一个天体发射的光所显示的红移越大,该天体的距离越远,它的退行速度也越大。




这张通过钠滤光片拍摄的7度分段天空照片,

可以检测到水星背后远离太阳的长尾流。

(图片来源:美国加州大学欧文分校

(University of California,Irvine)。



当NASA的信使号飞船飞过水星时,

它观察到钠在太阳风的作用下从水星上流出,

这将钠塑造成一条远离太阳方向从水星流出的尾巴,

就像彗星的尾巴被太阳风吹动而远离太阳。

(图片来源:NASA) 



参考:https://earthsky.org/space/how-to-capture-mercurys-sodium-tail/

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