2019年12月26日從印度尼西亞亞齊省西默盧區拍攝的火環日食。(圖片來源:uux.cn/Khalis Surry/Anadolu Agency via Getty Images)
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（傑米·卡特）：在即將到來的10月14日日環食期間，一架112英尺(34米)的退役美國宇航局射電望遠鏡將指向太陽，以研究當太陽黑子被月球覆蓋時會發生什麽。
作為太陽巡邏公民科學項目的一部分，這是一項實驗的預演，該實驗將在明年4月8日美國日全食期間達到高潮。
“太陽巡邏”將研究太陽內部日冕的無線電發射，但具體是如何和為什麽是一個關於射電望遠鏡、太陽目前高度活躍以及六個月內在同一地點發生兩次日食的不可思議的禮物的故事。
美國宇航局資助的項目將使用加利福尼亞州莫哈韋沙漠的戈德斯通蘋果穀射電望遠鏡(GAVRT)，該望遠鏡曾是美國宇航局深空網絡的一部分，直到十多年前退役。現在，學生們經常使用它來研究黑洞、類星體和行星——遠程操作望遠鏡並收集數據——但它也用於製作無線電波長的太陽地圖。在接下來的六個月中，GAVRT將兩次指向太陽，努力梳理出否則無法獲得的太陽黑子數據。接下來是這樣的。
射電望遠鏡會看到什麽
天文學家把天空分成度數，但是每一個都被分成60等分，稱為弧分。“太陽的直徑為30弧分，所以在任何給定的時間，我們的天線隻能看到來自太陽一部分的輻射，”美國宇航局噴氣推進實驗室的科學家Thangasamy Velusamy告訴Space.com。Valusamy正在與南加州劉易斯教育研究中心的教育工作者合作開展“太陽巡邏公民科學”項目。這意味著GAVRT在任何時候隻能“看到”大約五分之一的太陽。“所以我們能做的最好的事情就是研究太陽黑子，”韋盧薩米繼續說道。
太陽黑子是太陽磁場中的擾動，可以像一顆行星那麽大，在它的表麵可以看到黑點。“太陽巡邏隊”在日食當天找到它們應該沒有任何問題。畢竟，隨著太陽接近11年左右的太陽活動周期的頂峰，它們現在是每天都會出現的景象。“我相信太陽會非常活躍，”韋盧薩米說。"我們將有很多選擇。"
不要期待任何不可思議的圖像——這是射電天文學，用無線電波長研究宇宙。“我們的展覽不會是圖片展，”韋盧薩米說。“我們將在千兆赫波長——無線電發射——觀察太陽，所以我們不能拍攝漂亮或即時的照片，”他說。他補充說，用無線電波長對太陽成像是可能的，但需要大約30分鍾。
射電望遠鏡將研究什麽
太陽巡邏科學家將觀察太陽黑子被月球覆蓋的情況。(圖片來源:uux.cn/Meggan Wood via Getty Images)
“太陽巡邏”實際上將研究“活動區域”——當月球在太陽內部日冕中的黑子上方移動時，在這些黑子上方形成的磁性複雜區域。
“無線電頻率不看太陽表麵——光球層——無線電發射取決於你正在看的頻率，”韋盧薩米說。“我們以3-14千兆赫的四種不同頻率製作地圖，這意味著我們可以探測太陽表麵上方2000到15000公裏的高度。”這是至關重要的，因為它可以測量太陽黑子上方的磁場。"
很多太空任務測量遠離太陽的磁場，但為了將它與太陽發生的事情聯係起來，我們需要這些中間測量，”韋盧薩米說。
日食帶來的不同
戈德斯通蘋果穀射電望遠鏡(GAVRT)位於加利福尼亞州的莫哈韋沙漠。(圖片來源:uux.cn/美國宇航局/JPL加州理工學院/GAVRT)
任何時候都可以用射電望遠鏡研究太陽黑子。為什麽在月蝕期間這樣做？日食揭示了射電望遠鏡無法探測到的太陽細節。當月亮穿過太陽黑子時，它將在不同的時間阻擋它的不同部分，使科學家能夠區分來自一個部分和另一個部分的光信號。“當月亮在日食期間穿過太陽黑子時，天線收集的能量將會減少，”韋盧薩米說。減少多少取決於活動區域的亮度，但學生們將獲得兩組數據——一組是太陽黑子在月球後麵消失時的數據，另一組是它重新出現時的數據。“我們將能夠以非常高的角度分辨率解構太陽黑子的細節，”韋盧薩米說。
望遠鏡的準確指向將取決於日食當天太陽黑子的位置，但如果有太陽黑子的話——很有可能會有——gav rt將探測到活躍區域無線電輻射的細微變化。同樣的技術在2012年5月美國的上一次日環食中首次使用，當時從蘋果穀看，83%的太陽被月亮擋住了。
為什麽四月的月食更重要
對於追日食的人來說，全食——當月亮擋住所有的太陽，黃昏降臨——是最大的獎賞。對於射電望遠鏡來說，情況並非如此。
雖然GAVRT將在北美即將到來的兩次日食期間指向太陽，但這兩次射電望遠鏡都不會看到最好的一次，因為2023年10月14日沒有“火環”，2024年4月8日也沒有全食。事實上，在10月GAVRT將會看到77%的太陽被月亮遮住，而在4月它不會達到50%。這在很大程度上是不相關的——成功取決於太陽表麵是否有太陽黑子，以及幾何形狀是否意味著它們被月球的邊緣遮住。“日食的大小對我們來說並不重要，因為我們隻是在觀察太陽內部的局部區域，”韋盧薩米說。
然而，四月的月食比十月的月食更容易研究是有原因的。“10月14日清晨，太陽將在地平線上非常低，這將非常具有挑戰性，”韋盧薩米說。在日食開始時，太陽和月亮將會在東南方向14度的位置。"我們的天線可以下降到8度，但這不是進行觀測的最佳條件."在四月，日食在幾個小時後開始，那時太陽將在東南方更高的地方——大約44度。
正是因為這個原因，十月的月食是四月的測試平台。十月也是天氣更具挑戰性的時候，盡管射電天文學有一個所有日食追逐者都會嫉妒的好處。“至少我們不用考慮雲，”韋盧薩米說。"隻有光學天文學家才需要擔心這個問題."
