Nature之Solar eclipses as an astrophysical laborator ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 22:11:39


   Solar eclipses as an astrophysical laboratory

    Observations of the Sun during total eclipses have led to major discoveries, such as the existence of helium (from its spectrum), the high temperature of the corona (though the reason for the high temperature remains controversial), and the role of magnetic fields in injecting energy into—and trapping ionized gases within—stellar atmospheres. A new generation of ground-based eclipse observations reaches spatial, temporal and spectral-resolution domains that are inaccessible from space and therefore complement satellite studies.Solar eclipses occur when the Moon comes directly between the Earth and the Sun. By a happy coincidence, the Moon and Sun subtend the same angle in the sky to within 10%. As the lunar orbit is tilted by 5u with respect to the plane of the Earth’s orbit around the Sun (the ecliptic plane), solar eclipses occur only when both Moon and Sun are sufficiently near the nodes, the crossing points of the Moon’s apparent path in the sky and the ecliptic1. Such events occur at least yearly, though the region on Earth from which the totally eclipsed Sun (Fig. 1) is visible is sufficiently small that travel is usually necessary.
      在整个日蚀期间对太阳的观测可导致较多的发现,例如氦的存在(从它的光谱中发现),高温的日冕(虽然高温的原因仍然有争议),星体大气中磁场在能量注入中的角色和抑制电离气体进入。一个新一代的地基日蚀观测相对空间观测存在些许不足,因此需要卫星辅助观测。日食的发生是当月球恰巧移动到地球和太阳之间,月球和太阳相同的倾角在10%之内。当月球轨道与地球公转轨道平面倾斜5°(黄道平面),只有当月球和太阳充分地靠近这个节点,月球路径上交叉点。此类事件每年都有发生,虽然地球上完整的视觉区域十分小,旅行还是很有必要的。   
    The original motivation for studying solar eclipses was to take advantage of rare opportunities, rather than any specific observational plan based on theory. The nature of the outer solar atmosphere was deduced during the roughly hundred years starting in 1860, when it was definitively associated with the Sun instead of being thought of as a lunar atmosphere. This ‘solar corona’ appears to people on Earth only during total eclipses (Fig. 2), forming a faint crown (Latin, corona) of light that Halley called pearly white. We now know it to be hot and ionized, that is, a plasma。
    研究日食的最初的动机利用这类比较少见的机会,而不是基于理论的任何特殊的观测计划。太阳外层组分的性质在从1860年开始的一百多年里已被诠释,当其在定义时就和太阳有关,而不是认为其一种与月亮朔望变化相似的大气结构。地球上的人们可以在整个日蚀期间看到“日冕”,其结构形似一个昏暗的皇冠(corona是拉丁文),哈雷称其为珍珠似的白色。我们现在知道日冕温度很高,而且是电离化的,也可以说其是一个等离子体。     
   Because of their dramatic nature, bringing the darkness of twilight even at midday, total solar eclipses have been noted for thousands of years. A total eclipse results in a darkening by a factor of approximately a million, meaning that the coverage of the last 1% of the everyday solar surface produces a darkening by a remaining factor of about 10,000—so the onset of darkness comes only from a change even smaller than that last 1%. Therefore, it can be deduced, even from ancient chronicles, whether a writer was inside or outside the zone of totality. Such observations have therefore been searched for and found in tablets, parchment, and other writing from Asia, the mid-East, and Europe, and then used to determine variations in the Earth’s rotation over thousands of years3,4.
      由于其戏剧性的性质,甚至在中午可以使黄昏降临,整个日食过程早在几千年前就有记录了。一次完整的日蚀导致的昏暗因素大概有一百万份之一,意味着每天太阳表面产生一次昏暗是由剩下的大约10,000之一的因素所导致,所以昏暗的到来只需一个改变,甚至小于那最后的1%。因此,可以理解,即使古老的年代记录,一个记录员是否位于日食带上。此类的观测可以被寻找且发现于记录本,羊皮纸,或者其他记录来自亚洲,中东,欧洲,然后这些记录随着时间的流逝在全球辗转3.4千年。
     本月重要天象日全食带将横扫我国,大部分的地方都能看到。

     本菜鸟趁这段有时间,翻译了Nature与日食有关的一文``俺水平很烂,不足的地方还请大大指出

   Solar eclipses as an astrophysical laboratory
    Observations of the Sun during total eclipses have led to major discoveries, such as the existence of helium (from its spectrum), the high temperature of the corona (though the reason for the high temperature remains controversial), and the role of magnetic fields in injecting energy into—and trapping ionized gases within—stellar atmospheres. A new generation of ground-based eclipse observations reaches spatial, temporal and spectral-resolution domains that are inaccessible from space and therefore complement satellite studies.Solar eclipses occur when the Moon comes directly between the Earth and the Sun. By a happy coincidence, the Moon and Sun subtend the same angle in the sky to within 10%. As the lunar orbit is tilted by 5u with respect to the plane of the Earth’s orbit around the Sun (the ecliptic plane), solar eclipses occur only when both Moon and Sun are sufficiently near the nodes, the crossing points of the Moon’s apparent path in the sky and the ecliptic1. Such events occur at least yearly, though the region on Earth from which the totally eclipsed Sun (Fig. 1) is visible is sufficiently small that travel is usually necessary.
      在整个日蚀期间对太阳的观测可导致较多的发现,例如氦的存在(从它的光谱中发现),高温的日冕(虽然高温的原因仍然有争议),星体大气中磁场在能量注入中的角色和抑制电离气体进入。一个新一代的地基日蚀观测相对空间观测存在些许不足,因此需要卫星辅助观测。日食的发生是当月球恰巧移动到地球和太阳之间,月球和太阳相同的倾角在10%之内。当月球轨道与地球公转轨道平面倾斜5°(黄道平面),只有当月球和太阳充分地靠近这个节点,月球路径上交叉点。此类事件每年都有发生,虽然地球上完整的视觉区域十分小,旅行还是很有必要的。   
    The original motivation for studying solar eclipses was to take advantage of rare opportunities, rather than any specific observational plan based on theory. The nature of the outer solar atmosphere was deduced during the roughly hundred years starting in 1860, when it was definitively associated with the Sun instead of being thought of as a lunar atmosphere. This ‘solar corona’ appears to people on Earth only during total eclipses (Fig. 2), forming a faint crown (Latin, corona) of light that Halley called pearly white. We now know it to be hot and ionized, that is, a plasma。
    研究日食的最初的动机利用这类比较少见的机会,而不是基于理论的任何特殊的观测计划。太阳外层组分的性质在从1860年开始的一百多年里已被诠释,当其在定义时就和太阳有关,而不是认为其一种与月亮朔望变化相似的大气结构。地球上的人们可以在整个日蚀期间看到“日冕”,其结构形似一个昏暗的皇冠(corona是拉丁文),哈雷称其为珍珠似的白色。我们现在知道日冕温度很高,而且是电离化的,也可以说其是一个等离子体。     
   Because of their dramatic nature, bringing the darkness of twilight even at midday, total solar eclipses have been noted for thousands of years. A total eclipse results in a darkening by a factor of approximately a million, meaning that the coverage of the last 1% of the everyday solar surface produces a darkening by a remaining factor of about 10,000—so the onset of darkness comes only from a change even smaller than that last 1%. Therefore, it can be deduced, even from ancient chronicles, whether a writer was inside or outside the zone of totality. Such observations have therefore been searched for and found in tablets, parchment, and other writing from Asia, the mid-East, and Europe, and then used to determine variations in the Earth’s rotation over thousands of years3,4.
      由于其戏剧性的性质,甚至在中午可以使黄昏降临,整个日食过程早在几千年前就有记录了。一次完整的日蚀导致的昏暗因素大概有一百万份之一,意味着每天太阳表面产生一次昏暗是由剩下的大约10,000之一的因素所导致,所以昏暗的到来只需一个改变,甚至小于那最后的1%。因此,可以理解,即使古老的年代记录,一个记录员是否位于日食带上。此类的观测可以被寻找且发现于记录本,羊皮纸,或者其他记录来自亚洲,中东,欧洲,然后这些记录随着时间的流逝在全球辗转3.4千年。
     本月重要天象日全食带将横扫我国,大部分的地方都能看到。

     本菜鸟趁这段有时间,翻译了Nature与日食有关的一文``俺水平很烂,不足的地方还请大大指出
日冕的形状,彩色丝带和羽毛为其吸引人的地方,不同形状的像是太阳活动的车轮。日冕的形状可以使用基于观测太阳表面活动频繁区域的先进技术准确地预报。使用Ludendorff测量所有的形状,在太阳黑子活动频繁的区域,日冕的形状相对比较圆,是由于巨大数量的日冕出现在所有的纬度上,在太阳黑子数量少的区域日冕的形状相对拉长,因为在太阳赤道附近余下的日冕。
一次观测日蚀的机会,在低散射背景和远红外大气传输在高海拔区域,一次独一无二的飞行由超音速协和客机在1973年执行,总共进行了74分钟。为了一次正午时分,位于赤道附近的日蚀,地球上本影的相对速率可达每小时1730公里。当1991年日蚀带掠过Mauna Kea,若干科学实验在空前的74分钟内进行。红外线区由高海拔的观测站负责。2.5米直径的同温层红外天文台已准备搭载飞机开始工作,应该对日蚀研究有很大的帮助,因为它的位置处于一个地球大气的上层,在这个高度受到的干扰很小,将对日冕红外光谱进行空前的监测。
爱因斯坦于1916年用他的广义相对论解释或者预言了三个天文现象。第一个就是水星近动,水星轨道每世纪只有43arcse近动,在了解了此影响后,以后的观测都要把这个影响考虑进去。自从这个效应已经由观测所得知,但是这个解释还是不能充分验证爱因斯坦的理论。第二个是太阳附近的星光偏转,是由于太阳的质量扭曲了周围的时空。这个影响可以被验证只有在日全食的时候。因为这个效应还没有被测量,如果爱因斯坦的理论预言矫正了偏转,对其理论有更多的说服力。幸运眷顾了爱因斯坦的名声和后裔,当天文学家试图在穿越俄国的全食带测试这个效应时被拘留了,因为第一次世界大战爆发了,一项试图以1914年的日蚀验证一个爱因斯坦关于偏转预测较早的版本被毁坏了;在那时,爱因斯坦的预测的数值比他之后的预测的数值要低,而且有了这次成功的测量,爱因斯坦的可能意识到要修正计算结果而不是纯粹的删减。无论任何,爱因斯坦之后被问到如果他的预测没有被证实有何感想,他风趣地回答,我应该向尊敬的领导者说声抱歉,我的理论是正确的。
一种日蚀观测暨有可能从这些理论中甄别真正导致日冕具有很高温度的理论,其获得的数据比一些空间太阳观测站具有很高的重复性。例如,日冕环的图像已在10HZ处获得,比NASA的TRACE获得的数据要快很多。当前观测所研究的为傅立叶和wavelet技术,旨在甄别这些理论。例如快速振动不可能为Alfve´n波在整个日冕环的作用,来自空间观测站的观测显示日冕环具有高解析度,但可能符合,例如Alfve´n波存在于日冕环的外层。在一些出现的日蚀中缺乏能力去寻找这类型的波,但没有提及大气变化对观测的阻碍,,已经停止之前限定性的测量并要求进一步日蚀观测,只是当前缺乏能力去找到合适的观测站或者下一代的太阳观测卫星。有关的观测站将在2009年日蚀时分成若干组执行观测任务。
第一张已知的日冕图像是德国人在Ko¨nigsberg利用银板照相法,于1851年7月28日所拍摄。不但揭示了日冕内部情况,而且在近赤道附近延长的部分也显而易见。对于日冕拍摄的难度是其有极高的亮度,在分度圈上可以在一个太阳半径内减少相当多的亮度。薄膜和电子检波器都不能应用于在这种强度范围内。两个主要的方法被用于解决这个问题:1.放射性滤波器(图5A)和2日蚀合成器。
在日蚀期间我们所见到的日冕是连续的重叠,K-corona极化程度很大,F-corona基本上不极化,在日冕内部覆盖一组射线。及百万K的温度意味着日冕电子移动的速度是相当快的,使太阳光球层的光谱模糊不清,而F和K-corona,可以被剩余吸收线的深度彼此分离。在2001年赞比亚日蚀,在若干波长上测量日冕光谱被与一个模型相比,从而决定日冕电子温度和太阳风的速度。其结果被延伸到测试日冕带的影响。在2008年西伯利亚日全食期间,极化测量又一次开始执行,为了分离日冕的组分。在构成组分被分离后,电子密度可以被测定。对太阳进行如此的测定由于其是离地球最近,可以推断这个结果不但可以引用于类似太阳的恒星,也可以适用于所有类型的恒星,所以我们详细的研究日蚀同时可以了解遍布全宇宙的几百万兆的恒星。
月球先正一点点地离开,我们子孙后代在6亿年之内还是可以在地球上看到日食的。在近期,未来数十年内地基观测站还将继续挖掘其潜能独立进行观测,而不是依靠空间观测站。最终,太阳观测卫星直接抵近观测并且会有先进的空间望远镜加入这个队伍,以后空间太阳望远镜将完全承担任务,然而对远距离星体日冕的观测同样也能解释日冕加热的问题。在目前在总的探索道路上,科学家仍然只利用美丽的日蚀进行观测。
<br /><br />哎,我英语不行啊?谁帮我考硕士研究生的英语啊?
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楼主真努力啊~向楼主学习...我都看见英文写成的这种类型的文章看了超级想睡,再向楼主学习{:3_97:}
呵呵·偶然在Nature上看到一文,就翻译了下··是PDF版的·