似乎很明顯,你在白天看不到任何星星。
但是,如果你對我說那樣的話,我會溫柔地牽起你的手,帶你到外面,並且——作為一個死不悔改的自作聰明的人——默默地指向太陽。
拋開玩笑,我們最近的恆星是我們白天看不到其他恆星的原因——好吧,部分原因是這樣,另一部分原因是我們的大氣層。 空氣中的分子就像彈球保險杠一樣,散射 太陽光子 向各個方向傳播。 因為你被這些分子包圍,所以你看到來自天空各個方向的陽光照射到你身上。 地球的空氣優先散射藍色光子,所以天空看起來是藍色的。
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而且它也很亮。 星星非常微弱,所以所有散射的光線都使它們黯然失色。 對比度太大了; 這就像在重金屬音樂會上試圖聽到耳語。
但從科學上講,能夠在太陽昇起時觀察星星將對天文學家大有裨益。 一些恆星在開始死亡時會發生快速變化。 例如,在 2019 年和 2020 年,紅色超巨星 參宿四噴射出大量的塵埃,使其可見度下降了一半以上,並讓天文學家爭先恐後地瞭解 事件背後的物理過程。 但在一段時間內,參宿四實際上是看不見的,在天空中太靠近太陽,無法透過眩光看到,天文學家失去了大量的寶貴觀測時間。 許多其他天文現象也具有類似的時間緊迫性,這就是為什麼一些天文學家非常努力地尋找繞過地球明亮白天天空障礙的方法。
過去使用專業級硬體的嘗試包括 1981 年的一項實驗,該實驗將一種名為光度計的電子裝置(可以將其視為非常精密的照度計)與智利的一米紅外望遠鏡連線起來,成功進行了白天觀測。 2007 年的另一項實驗在小型折射望遠鏡上使用現成的數字探測器,即使對於三等星(比組成北斗七星的星星略微暗淡),也提供了 非常不錯的測光測量。 一般來說,恆星亮度的測量可以在白天達到約 1% 的精度,但當然,它對於更亮的恆星效果最好。
最近,澳大利亞麥考瑞大學的天文學家 使用他們稱之為 Huntsman 望遠鏡探路者的測試裝置成功進行了此類測量。 探路者是一個連線到精密但相對便宜的數碼相機的商用相機鏡頭。 它是完整的 Huntsman 望遠鏡的試驗檯,該望遠鏡將由 10 個這樣的鏡頭協同工作,對天空進行深空廣角巡天。 當然,該裝置通常在夜間使用,但天文學家希望驗證其白天能力。
在太陽昇起高達地平線 30 度時,對探路者在 35 顆不同亮度和顏色的恆星上進行的白天測試中,天文學家能夠實現 1% 到 10% 的亮度測量精度——考慮到觀測的固有難度,這已經相當不錯了。 曝光時間必須非常短,以避免明亮的天空使探測器飽和(過度曝光),然後必須拍攝數千張影像,才能從目標恆星中積累足夠的訊號以被看到。 天文學家能夠探測到亮度低至 4.6 等的恆星,這非常驚人; 例如,這並不比你在黑暗地點用肉眼能看到的亮度高多少。
他們還完成了另一項令人印象深刻的壯舉:探測和跟蹤國際空間站 (ISS) 在白天天空中的移動。 國際空間站是天空中最亮的人造物體之一,但它移動迅速且亮度變化劇烈——在地平線上,它距離觀測者的距離超過 1,000 公里,而當在頭頂時,距離僅為數百公里。 儘管如此,探路者仍然可以分辨出國際空間站掠過頭頂時的一些結構特徵,包括其巨大的太陽能電池板和元件模組。
這些觀測表明,即使使用相對簡單的裝置,也可以在白天觀測到明亮的衛星和恆星; 更精密的裝置無疑會做得更好。 這種觀測對於跟蹤 地球軌道上不斷增加的衛星數量 非常有用,這是 空間態勢感知 的一個關鍵方面。
但是你不需要手頭有很多裝置就可以在白天看到天文物體; 即使用肉眼也是可能的。 月球是最容易看到的,因為它是天空中除太陽之外最亮的東西; 例如,當它接近上弦月時,你可以看到它在日落前從東方升起。 在下弦月前後,你也可以在日出後很久看到它在早上從西方落下。
金星是天空中第三亮的天體。 (國際空間站可能會更亮,其他一些衛星也可能更亮,但我不算這些,因為它們是我們製造的。)當它成為西方的“長庚星”時,金星會非常明亮——如此耀眼,以至於許多人不相信它是真實的,並且經常將其誤認為是飛機甚至 不明飛行物(或 UAP)。
金星足夠明亮,即使在陽光下也能看到。 我在光天化日之下發現過它很多次! 訣竅是在它靠近天體路標時尋找它,即更亮更大的新月。 我們的天然衛星更容易看到,如果你知道金星相對於它的位置,你通常可以在明亮的藍色天空背景下感知到這顆行星。 天文館軟體在這裡很有用,許多天文館應用程式都可以在你的移動裝置上免費使用。
有時,彗星也可以在白天看到; 2007 年,C/2006 P1 麥克諾特彗星 變得如此明亮,以至於 我能夠在光天化日之下發現它! 這很罕見,但當它發生時,非常令人震驚。
還有另一種恆星在白天變得可見的方式:當它們爆炸時。 超新星是一個令人難以置信的發光事件,如果銀河系中發生超新星爆發,它可能會變得非常明亮。 例如,參宿四在某天爆炸時可能會變得像滿月一樣明亮,但因為它距離我們很遠,所以它將以一個令人瞠目結舌的強光點出現在天空中,在白天也很容易看到。 唯一的問題是,我們可能必須等待數十萬年才能等到參宿四爆炸。 希望銀河系中的其他一些恆星會主動爆發超新星——只要它不是太近。
然而,天文學家不再侷限於白天用肉眼觀察。 能夠在太陽昇起時觀察星星將是一個巨大的優勢。 如果說有什麼缺點的話,那就是不得不調整我們的睡眠時間表。
