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  哈勃不能直接观测太阳,所以天文学家计划让它观测地球的卫星——月球,把它作为反光镜获得太阳光,并分离、研究金星凌日时透过金星大气的微量太阳辐射,这部分光谱带有行星大气的组成特征。这一观测所模仿的技术,早已在系外行星的研究中采用过:当气态巨行星经过其母恒星前(凌星)时,我们研究其大气。

哈勃通过月球反射观测金星凌日的示意图

  当然,我们早已知道金星的大气组成,它上面也没有任何生命的迹象。但是,金星凌日可以测试该技术对发现遥远恒星的类地行星(某些还可能在宜居带中)的可能性——当它们凌日时会产生很微弱的特征光谱。由于金星的质量、大小都与地球非常接近,它是一个很好的测试样本。

  天文学家将使用哈勃“武器库”中的多个仪器:高级巡天相机(ACS)、第三代广域相机(WFC3)、太空望远镜成像光谱仪(STIS),从紫外到近红外波段观测金星凌日。哈勃将拍摄图像和光谱,从中分析、获得金星大气的组成。

  金星凌日之前、期间、之后,哈勃将用数小时观测月球,以比较数据。天文学家需要很长的观测时间,因为他们寻找的是非常暗弱的光谱信号:透过金星大气并经月球反射的阳光,仅占总量的十万分之一。

  天文学家仅有一次观测凌日的机会,因此他们必须仔细规划如何实现研究目的。其中之一就是在2012.1.11对月球的试验性观测,结果就是本图。

哈勃观测点在月球的位置

  在凌日期间,哈勃需要盯视同一个区域数小时以上。因为哈勃每96分钟绕地球一周,其中约40分钟的时间月球被地球遮住;所以天文学家在测试期希望确定,哈勃能持续精确对准同一个目标。

  本世纪中,这是最后一次看到金星凌日的天象,下一次要等到2117年啦。金星凌日在8年间会出现2次,然后要等待100年以上。最近的一次凌日发生在2004年。

  文/哈勃官网