2011年最佳太陽系圖片

barying · 發表於 2011-12-21 06:28:45

近期Bad Astronomy網站總結了2011年度太陽系最佳圖片系列，對今年整年度的天文探測進行了完整的回顧。
從地球的衛星月球出發到水星，再到土星和它的衛星，一直到太陽系的邊緣，最後再回到地球；
帶領我們在經歷太陽系奇幻之旅之後重新審視我們的家園。

1：月球之花

美國宇航局月球勘測軌道器(LRO)自2009年以來一直在圍繞月球運行的軌道上展開科學考察工作，在此過程中它傳回了數以千計的高解析度圖像。
其中許多照片的視覺效果非常震撼，比如這裡的這張拍攝于2011年3月份的照片。這是一個暫時還沒有名字的隕石坑，直徑約數公里(圖像的覆蓋面積是2.2公里*1.4公里)。
月球歷史上的每一次撞擊都會濺出大量的碎屑物質，這些物質中的大部分會在月球重力作用下逐漸落回月球表面，散佈在月球地表，看上去就像一朵盛開的鮮花。

在這張圖像中，如果仔細觀察，可以看到隕石坑的底部存在一些巨石和其他碎屑物質，這可能是撞擊時飛濺起的岩石，它們隨後直接落回了形成的隕石坑中。
儘管月球上沒有大氣，但是這些古老的隕石坑仍舊會受到不同程度的侵蝕：無數的隕石撞擊事件，太陽風的直接衝擊，甚至月球向陽面和背陽面的交替造成的熱量變化也會起到侵蝕作用。
反觀這個隕石坑，它邊緣清晰，結構分明，因此我們幾乎可以斷定它非常年輕，當然這裡所說的“年輕”是天文學意義上的定義，這個隕石坑形成時，地球上應當是恐龍統治的時代。

barying · 發表於 2011-12-21 06:28:46

2：地球擋住太陽

對地球上的人們來說，日食還是相當罕見的天象。月球圍繞地球運行的“白道”和地球圍繞太陽運行的“黃道”之間存在微小傾角，因此考慮地球-月球-太陽這一三角關係，只有當月球恰好在正確的時間出現在正確的位置上時才會發生日食。

但是有沒有想過，如果你處在圍繞地球運行的軌道上的情況呢？要是那樣的話，地球本身就將擋住太陽的光芒。事實上，如果更進一步，你會發現事實上每次太陽落山就是一次另類的“日全食”，因為夜晚事實上就是地球的“陰影”擋住了太陽的光芒。美國宇航局的太陽動力學天文臺(SDO)全年365天，每天24小時不間斷地對太陽進行監測，為了這一功能設計，科學家們為它安排了一個特殊的軌道，以便讓地球阻擋太陽視野的發生降低到最低程度。但是每年這種情況仍然會發生兩次。

這張照片拍攝于2011年3月份。地球的陰影蓋住了太陽的一部分，形成了這張古怪的照片。這張照片是在紫外線波段拍攝的，在這一波段地球的大氣層幾乎是不透明的，因此完全阻擋了太陽光，除了左側有一小塊區域除外。這是一處太陽表面極度明亮的物質條帶，儘管有地球大氣的阻擋，但是它太過明亮，仍然有一部分光線透了過來。這是極其罕見的照片，因為在地球表面永遠看不到這種場景，這也是它入選的原因之一。

barying · 發表於 2011-12-21 06:28:47

3：黎明號眼中的灶神星

儘管是第二大的小行星，但是即便是僅僅幾年之前，使用最強大的望遠鏡，灶神星從地球上進行觀測也不過是一個模糊的物體，看不清表面的細節。但這一切都在今年改觀了：美國宇航局的黎明號小行星探測器抵達灶神星展開考察，併發回大量高解析度的近景圖像。

灶神星直徑約500公里，運行在火星和木星之間的小行星帶。今年7月份黎明號探測器順利進入灶神星軌道，它發回的數據改變了我們對這顆太空大石塊的觀點：科學家們發現灶神星表面有著複雜的結構，隕石坑，懸崖，山脈，還有綿延分佈的裂谷帶。但是有點出乎意料的是我們沒有發現火山存在的跡象。灶神星的南極是一個巨大的隕石坑，顯然在久遠的過去曾經有一顆巨大的天體撞擊了灶神星。那次撞擊產生的大量碎屑散佈到太陽系各處，其中有一些落到了地球上，成為灶神星隕石。地質學家們已經在地球上找到數塊這種隕石，化學分析顯示它們來自灶神星。因此這就是一個非常有意思的事情了：你費盡心力才終於讓一艘飛船首次飛抵一顆星球，但是在此之前很久你手裏卻早已經有了它的岩石樣本了。

不過這都沒有關係，我們仍然有大量的考察工作需要去做。明年，黎明號將離開灶神星飛往另一顆星球——谷神星，繼續它的科學考察之旅。

barying · 發表於 2011-12-21 06:28:48

4：地球不均勻的重力場

嚴格意義上來說，這張圖像並不是“圖像”，而是根據數據製作的“地球重力場分佈圖”。
這是根據歐洲空間局(ESA)在軌運行的GOCE衛星數據製作的。它以極高的精度測量地球表面各處的重力值差異並繪製成圖。
這樣的數據圖將有助於科學家們理解洋流，海水迴圈甚至潮汐高度相關的課題。

barying · 發表於 2011-12-21 06:28:49

5：高解析度月球圖像

這張照片看上去平淡無奇，似乎是由一位業餘愛好者在自家後院拍攝的作品。
但事實上這是一張採用美國宇航局月球勘測軌道器(LRO)拍攝的1300張照片精心拼接製成的高解析度月球圖像，
這只是它的縮略圖版本，其完整版本文件有550兆大小，列印出來幾乎可以做家裏的墻紙。

宇航局還發佈了一個互動版，喜歡互動的用戶可以登錄網站並自由放大或縮小圖像，幾乎有身臨月球表面的感覺。

Original image Link： HTTP://wms.lroc.asu.edu/lroc_browse/view/wac_nearside

barying · 發表於 2011-12-21 06:28:50

6：太陽活躍期臨近

很多人會在心目中將太陽視作是一個穩定的光源和熱源，但事實並非如此，由於磁場的作用，太陽會經歷週期性的爆發。這就是著名的11年週期。
而現在我們正在迎來一次新的太陽活動極大期，時間大約是在2013或2014年期間。
上一次太陽活動高峰期的持續時間長的有點異乎尋常，而2011年開始太陽則再次開始顯露活躍跡象：黑子大批出現，耀斑頻頻爆發。

這張照片所展示的便是這樣一次耀斑爆發事件，時間是2011年8月份。這是美國宇航局太陽動力學天文臺(SDO)在紫外波段拍攝的。
當這種爆發釋放出的大量帶電粒子衝擊地球磁層，我們便將在南北兩極上空看到絢麗繽紛的極光現象。
但是太陽爆發並不僅僅會帶來美麗的視覺盛宴，它還可能導致經濟上的嚴重後果，如1989年3月份的加拿大魁北克省大停電事件等等。
除此之外太陽爆發還可能擾亂GPS定位信號，並致使衛星通訊中斷。因此研究並監視太陽活動對于全球經濟安全是至關重要的。

barying · 發表於 2011-12-21 06:28:51

7：火星上的天坑

我們對於火星的觀點經歷了大起大落，現在在科學家的眼中，火星早已不是一個死寂的星球：火山遍佈，大量的熔岩流流過廣袤的平原。
有時候這些熔岩流下方會出現空洞，最終當火山停止噴發後，就會留下地下的空洞管道，稱為“岩漿管”。

有時候，這樣的管道上壁某些位置會出現塌方，這樣就形成一個“天坑”。我們在地球上很多地區都會發現這種地貌，但是火星上也有！這是火星上一片幾乎沒有什麼特色的荒蕪平原，但是它的地下有一道岩漿管經過，或許有一天遭到了一顆隕石的撞擊，於是形成了一個坑洞。隨著時間流逝，流沙逐漸覆蓋這片區域，形成這樣一個漏斗形地貌。
測量顯示這一漏洞的開口直徑約為175米，洞口本身的開口直徑約35米。甚至你還可以看到洞口邊緣在坑洞底部的影子，通過觀察這一影子，宇航局的專家測算出這一坑洞的深度約20米。

火星天坑引起了人們的興趣，很大原因是因為它很可能將對未來的火星考察起到作用。
這種坑洞將可以作為宇航員們理想的藏身基地。這些我們今天稱之為“火星天坑”的洞穴，有朝一日或許就將成為地球探險家們心目中的“家”。

barying · 發表於 2011-12-21 06:28:52

8：行星的邊疆

自從2006年冥王星不幸被國際天文學聯合會(IAU)宣佈驅逐出大行星行列之後，海王星便成了新的太陽系大行星邊疆。這是一顆巨大的行星，其直徑是地球的4倍，但是距離太陽極其遙遠：最近處也有44億公里之遙，這意味著即使是在望遠鏡中也是一個非常難以觀測的暗弱目標。2011年9月，美國天文學家麥克·布朗(Mike Brown)使用地球上最強大的望遠鏡之一——位於夏威夷的10米口徑凱克望遠鏡拍攝了這顆行星的紅外照片。圖像中海王星上明亮的條帶是其高層雲帶，就和木星和土星上我們觀察到的高空雲係是一樣的情形。

但是有趣的是，布朗教授當時所計劃觀測拍攝的目標並不是海王星，而是它冰凍的衛星——海衛一，也就是這張照片中旁邊那個亮點。海衛一和柯伊伯帶中的其他天體的性質非常相似，科學家們認為它可能曾是柯伊伯帶天體，後來被海王星引力所捕獲。但是儘管有這樣的設想，科學家們卻無法理解這種捕獲過程是如何發生的，因此對這些遙遠天體的觀測對於我們理解早期太陽系的演化過程將是十分關鍵的。

barying · 發表於 2011-12-21 06:28:53

9：水星新世界

2004年，美國宇航局發射了信使號水星探測器，經過7年的飛行，它終於抵達了水星。
將一個探測器送入水星軌道極其困難，因此歷史上從未有過先例——信使號是第一顆水星人造衛星，它于2011年3月執行變軌機動並順利進入水星軌道。
在它拍攝的第一批圖像中就有這張照片：這是一個以音樂家德彪西命名的隕石坑，直徑約80公里，但是它的外緣擁有非常明顯的輻射條帶，這是歷史上隕星撞擊水星時飛濺出的物質降落後形成的。水星上這種條帶非常普遍。

今年3月份以來，信使號已經獲取了海量的數據，其中不僅包括大量的照片，還有地形測高數據，光譜數據，礦物分佈圖等等。
水星和地球極為不同，但是正是這種不同有時候能為我們開拓眼界，提供某種差異性的參考，畢竟太陽系是一個充滿不同和差異性的豐富世界。

barying · 發表於 2011-12-21 06:28:54

10：土星巨型風暴

2010年下半年，一位業餘天文愛好者注意到土星北半球出現了一個奇怪的白點。這是一個風暴，就像是地球上的颶風。
在此之後它迅速演變為一個直徑數千公里的巨型風暴系統，最後甚至成長為覆蓋面積超過地球大小的超級風暴。
2011年2月，正在土星運行的美國卡西尼號探測器拍攝了這張照片。這時候這個風暴系統已經隨著土星的快速自轉被拉長，形成了一個長長的“尾巴”，這個尾巴的長度驚人，從頭到尾幾乎圍繞了土星一週！拍攝這張照片時，整個風暴系統的長度延伸超過30萬公里，這幾乎相當於地球到月球的距離！

2010年下半年至2011年1月份期間拍攝的很多圖像上還顯示出很多清晰的假彩色漩渦狀結構細節。
土星的面貌一下子變得前所未有的微妙而寧靜，相比土星風平浪靜的南半球，北半球肆虐的風暴讓天文學家們大吃一驚。
但是吃驚是好的，很多時候，意外的發現是很好的學習過程。幸好，我們有卡西尼號探測器在那裏為我們不斷發回這些精彩的照片。

barying · 發表於 2011-12-21 06:28:55

11：太陽系全家福

2011年3月份，信使號探測器成為首顆圍繞水星運行的探測器，它拍攝到極高解析度的水星圖像。
但是當信使號循著它複雜的軌道飛向水星的途中，地球上的工程師們卻還給它分配了一個額外的任務：信使號調轉鏡頭，掃描過整個太陽系，給所有大行星家族成員來了一個全家福。
這裡所展示的就是這次額外任務的成果：太陽系大行星們的“全家福”。

照片中的海王星的天王星實在太暗弱了，幾乎看不見。金星當時相對靠近信使號，因此非常明亮。
而地球和月球依偎在一起，同樣出現在圖像中。不過說實在的，看到地球和月球在一起，處在似乎無邊的黑暗背景之中，這種無法名狀的巨大孤獨感會讓人感到一種不安。
而同樣於今年升空，預計2018年抵達木星的美國宇航局朱諾號探測器同樣在途中轉身拍攝了類似的太陽系全家福。

這樣的照片讓我們能更加冷靜地思考我們在宇宙中的位置，我們清晰的看到地球作為一顆脆弱的藍色微塵在廣袤無垠黑暗之中的微不足道。
但是與此同時也不應因為這種無助感而感到自卑，畢竟我們能夠製造出飛行到如此遠處並拍攝這張照片的機器。
我們不僅能夠派出機器人探測器造訪其他的星球，在未來我們也將派出人類宇航員登陸這些星球。從這些角度來看，人類依舊是偉大的。

Original image Link： the bigger version of this

barying · 發表於 2011-12-21 06:28:56

12：日珥爆發

太陽黑子內部的強烈磁場對於太陽外側表層的影響巨大，就如同地球引力對於地球表面的萬物影響巨大一樣。
這張圖像中我們可以看到巨大的等離子體噴發躍出太陽表面，然後落回，但也有的時候會一下子爆發開來，釋放出巨大的能量。
這種現象被稱為“日珥”，它會呈現各種不同的形狀，但更多的時候是拱狀或羽狀。

barying · 發表於 2011-12-21 06:28:57

13：彩色土衛六地圖

土星的光環一直以來吸引著人們的關注，但是土星的衛星同樣令人著迷。
其中最大的一顆是土衛六。這是一顆巨大的星球，它的體積比作為大行星的水星還要大，事實上如果它圍繞太陽運行而不是土星，那它就一定可以算作是一顆大行星。
土衛六擁有濃密的大氣層，其主要成分是氮氣，密度甚至是地球大氣層的兩倍。它的大氣層太厚實了，以至於我們無法看清它的表面。
然而波長較長的紅外線可以穿透雲霧，因此毫不意外的，卡西尼探測器專門安裝了相關的紅外線探測設備，用於獲取相關的數據。

有了這些數據，科學家們創制了第一幅土衛六全球彩色地圖。
這張假彩色地圖展示了土衛六地表的豐富地形——白色是崎嶇的山地，以及靠近北極地區充滿液體的甲烷或乙烷湖泊，除此之外還有大片的風成沙丘(圖中暗灰色區域)。
這些沙丘中的沙粒不是地球上那種普通的沙粒，而是碳氫化合物構成的“有機沙粒”，它們被風刮到了全球各處。
卡西尼的雷達探測結果顯示這些沙丘的結構和地球上的沙丘非常類似，但是溫度要低得多：大約零下180攝氏度。

不過儘管溫度非常非常低，但是總體而言科學家們仍然認為這是一顆和地球非常相似的星球：
濃密的大氣層，液態湖泊，風，有機質等等，因此仍然有很多人認為土衛六上可能存在生命。

barying · 發表於 2011-12-21 06:28:58

14：水世界

在所有這些太陽系照片中，我想很多人最喜歡的將是這一張。因為這是我們的家——地球。
這是一顆太陽系中獨一無二的藍色星球——儘管天王星和海王星也是藍色的，但那是完全不同的原因，地球上是因為海洋，而天王星和海王星則是因為甲烷。
這張照片由美國宇航局的“大地”(Terra)衛星拍攝，這是一顆宇航局的對地觀測衛星，主要用於環境監測。

但是這張照片的不尋常之處在於：請你仔細觀察，你將會發現照片中的地球表面絕大部分是藍色的海洋，是一個真正的水半球！
在圖像的右上方邊緣你可以看到美國加州和墨西哥的一部分，其餘幾乎全部被海洋覆蓋。這裡是廣袤的太平洋，其寬闊的水域幾乎覆蓋了地球一半的表面積。

水孕育了生命和我們，地球是一個水的世界。
這或許解釋了為什麼當我們審視另外一顆星球時，我們會幾乎本能地去尋找這裡有沒有水，我們是水孕育的孩子，我們要更加細心地保護這顆流水潺潺的星球。

多謝觀賞