派克太陽探測器首次見到金星軌道上完整的塵埃環
美國太空總署的派克太陽探測器(Parker Solar Probe)拍攝到,鄰近金星軌道塵埃環的完整面貌,由塵埃粒子沿著金星軌道繞轉太陽所形成。雖其它計劃已觀測到金星的塵埃環,但派克太陽探測器是第一個,完整拍攝到塵埃環360度環繞太陽的影像。
派克太陽探測器上的廣角攝影機,用於太陽風(太陽表面持續吹出的物質)研究。然而太空中有許多塵埃,因容易反射太陽光,看起來比太陽風粒子亮至少一百倍。(黃道光就是因塵埃反射太陽光所造成,有時可在地平面附近看到向上延伸的昏暗三角形光帶)。
為了使廣角攝影機清楚看到太陽風,科學家利用影像處理技術移除背景塵埃和星點,因此金星軌道的塵埃環也一併移除。直到派克太陽探測器藉由環繞金星調整軌道,來進行下一次太陽飛掠時,在鏡頭方向改變後,才注意到這些固定的塵埃環。科學家根據相對亮度估計,沿金星軌道的塵埃密度比鄰近區域高約一成。
過去太陽神號(Helios A and Helios B)和日地關係天文台(Solar Terrestrial Relations Observatory,簡稱 STEREO)都曾經觀測到金星軌道上的塵埃環。藉由派克太陽探測器的靈敏成像儀和獨特的軌道,將提供科學家金星軌道塵埃第一手資料,幫助建立金星軌道塵埃起源的模型。
隨著探測器持續靠近太陽,科學家希望可以觀測理論上認為存在的無塵埃帶(dust-free zone),因鄰近太陽使塵埃被強烈陽光加熱蒸發。假如真的觀測到鄰近太陽有無塵埃帶存在,(探測器已從遠方看到一區域僅有稀薄的塵埃),不僅可證實太陽和鄰近的塵埃交互作用的理論,亦可以幫助研究遠方星系和恆星的天文學家,了解塵埃對其觀測的影響。
對許多科學家而言塵埃本身是很有趣的。例如,目前對太陽系內的塵埃來源仍無法確定,幾十年來科學家一直認為其源自彗星和小行星的碎片,然而繞行木星的朱諾號(Juno)觀測顯示,火星上的沙塵暴可能才是太陽系內塵埃的主要來源。太空中的塵埃是恆星及行星形成的基石,科學家在2019年10月發射的確定未知但重要的特徵(Determining Unknown yet Significant Traits,簡稱 DUST)火箭,來了解塵埃粒子如何在太空中的微重力環境凝結。
【圖:美國太空總署;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁】