哥白尼未曾目睹的水星秘密
哥白尼未曾目睹的水星秘密
1543年,尼古拉·哥白尼发表了《天体运行论》,提出了革命性的日心说理论。然而,这位伟大的天文学家却有一个终生遗憾:他从未亲眼见过水星。
水星,作为太阳系中离太阳最近的行星,它的观测难度超乎想象。在哥白尼所处的16世纪,望远镜尚未发明,天文学家只能依靠肉眼观测。而水星与太阳的平均距离仅为5790万公里,从地球上看,它总是紧紧依附在太阳身边,常常被耀眼的阳光所掩盖。
即使在今天,水星依然是太阳系中最难观测的行星之一。它只有在“大距”时——即水星与太阳的角距离达到最大时——才有可能被观测到。而且,由于水星的轨道偏心率较大,每次大距时的观测条件都不尽相同。有时候,水星虽然提前升出地平线,但天空已经开始发亮,可观测的时间极其短暂;有时候,水星与太阳的角距离虽然达到26度,但日出时水星的地平高度却只有10度,很容易受到低空大气的影响和地面障碍物的遮挡。
然而,人类对水星的探索从未停止。2018年,NASA发射了帕克太阳探测器(PSP),这是人类历史上首个接触太阳的航天器。PSP的设计目标是在距太阳表面约650万公里的范围内俯冲,追踪能量流,研究日冕的加热机制,并探索太阳风的加速因素。
PSP搭载了四种主要仪器:电磁场探测器FIELDS、太阳综合科学调查工具ISIS、宽视场成像仪WISPR,以及太阳风粒子计数器SWEAP。这些仪器能够研究磁场、等离子体和高能粒子,并对太阳风进行成像。为了抵御极端恶劣的环境,PSP还配备了11.43厘米厚的碳复合材料防护罩,可承受近1377摄氏度的高温。
在过去的7年多时间里,PSP已经取得了许多重要发现:
- 2018年11月6日,PSP首次观测到太阳风磁场逆转
- 发现了距太阳半径560万公里的宇宙无尘区
- 2021年4月28日,PSP在18.8个太阳半径处穿透了阿尔文表面
- 2022年9月25日,PSP首次在图像中发现彗星
- 在日冕物质抛射过程中检测到了开尔文-亥姆霍兹不稳定性,这是首个探测到这一理论现象的航天器
2024年12月24日,PSP再次创造历史,它以192公里每秒的速度(相当于不到10秒钟就能从北京飞到广州),飞越了距离太阳表面仅610万公里的位置,这是人类探测器迄今为止最接近太阳的一次。
从哥白尼时代到帕克探测器,人类对水星的认知经历了巨大的飞跃。虽然哥白尼未能亲眼见到水星,但他的日心说理论为后世的天文学发展奠定了基础。如今,借助先进的探测器,我们不仅能够观测到水星,还能深入研究太阳的奥秘,这正是对哥白尼最好的致敬。