这个视频序列中的黑点是太阳轨道飞行器的极紫外成像仪看到的从太阳前面经过的水星。(Image credit: ESA& NASA/Solar Orbiter/EUI Team)
据美国太空网（By Robert Lea）：太阳轨道器在水星穿过它通常的观测目标——太阳的表面时对其进行了观测。2023年1月3日，距离太阳最近的行星水星凌日，为欧洲航天局(ESA)航天器提供了一个增强对太阳观察的机会。
太阳轨道器上的几个仪器捕捉到了这次凌日，包括偏振和太阳地震成像仪(PHI)、极紫外成像仪(EUI)和日冕环境光谱成像(SPICE)。
在PHI图像中，水星在太阳右下方看起来像一个黑色的圆盘。这个小黑点与恒星顶部可见的黑色黑子截然不同。
太阳轨道器的EUI仪器拍摄了水星穿越太阳表面的电影，而不是静止图像。这颗小行星是太阳系中最小的行星，当它被太阳大气层的特征所包围时，在它离开圆盘后的镜头中尤为明显。
然而，由于水星凌日，SPICE可能得到了最清晰的太阳图像。该仪器旨在将来自太阳的光分成不同的颜色，通过这样做，它可以识别恒星不同层中的原子，因为它们存在于不同的温度下。
“这不仅仅是看着水星从太阳前面经过，而是从[太阳]大气层的不同层前面经过，”法国太空物理研究所的空间物理学家、SPICE副项目科学家美穂·扬维尔在一份声明中说。
对于太阳轨道飞行器来说，水星凌日提供了一个校准仪器的宝贵机会。
“这是一个经过认证的黑色物体，穿过你的视野，”欧空局的太阳轨道器项目科学家丹尼尔·米勒在声明中说。“这意味着当水星凌日时，仪器在水星圆盘内记录的任何亮度都必须是由仪器传输光的方式引起的，这个量被称为点扩散函数。”
这些图像是由欧空局/美国宇航局太阳轨道器的偏振和太阳地震成像仪(PHI)拍摄的，覆盖了水星轮廓穿越太阳圆盘的30分钟。
在太阳轨道飞行器的偏振和太阳地震成像仪拍摄的这一系列图像中，可以看到水星是一个朝着太阳盘底移动的小黑点。(Image credit: ESA& NASA/Solar Orbiter/PHI Team)
点扩散函数知道得越精确，天文学家就能越好地解释它，并从数据中去除它。这意味着通过研究这次凌日，太阳轨道飞行器数据的质量可以进一步提高。
早在太阳轨道利用水星凌日之前，行星凌日就已经是天文学家的有用工具了。几个世纪前，早期的天文学家利用行星在太阳前面的经过来估计太阳系的大小。
不同地区的天文观测者会监测凌日的时间，然后比较这些时间。利用他们记录的时间上的微小差异，地区之间的距离，以及基本的三角学，原始科学家可以计算出太阳和地球之间的距离。
最近，行星凌日被用于研究更远的行星，即太阳系外的所谓太阳系外行星或“系外行星”，以及除太阳以外的轨道恒星。
在这些由太阳轨道飞行器的SPICE仪器拍摄的视频序列中，水星在太阳盘面上快速移动。
在这些由太阳轨道飞行器的SPICE仪器捕捉到的视频序列中，水星以极快的速度穿过太阳圆盘的底部。(Image credit: ESA& NASA/Solar Orbiter/SPICE Team)
通过寻找这些恒星光线的微小下降，系外行星猎人可以推断出一颗行星的经过。通过观察这些下降的重复，现代科学家可以估计该行星的轨道周期及其大小。
这项技术被称为系外行星探测的凌日方法，在发现所谓的“热木星”时变得特别有用，热木星是指距离恒星非常近的大质量行星，它们在几天内就可以绕恒星运行。
当太阳轨道飞行器在2023年4月下一次近距离掠过太阳时，它将使用它改进的视力，而在6月，随着欧空局/美国航天局的联合任务再次飞过水星，欧空局将更好地观察水星。
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水星在图像的右下象限看起来是一个黑色的圆圈。它明显不同于在太阳盘面更高处可以看到的太阳黑子。Credit: ESA& NASA/Solar Orbiter/PHI Team
据美国物理学家组织网（by European Space Agency）：今年对太阳轨道飞行器来说是一个很好的成像机会，也是一个进一步提高数据质量的机会。2023年1月3日，内行星水星穿过飞船的视野，导致了一次凌日，水星看起来像一个完美的黑色圆圈在太阳表面移动。
欧空局/美国国家航空和宇宙航行局太阳轨道器的一些仪器捕捉到了这次凌日。在偏振和太阳地震成像仪(PHI)的图像中，水星在图像的右下象限被视为一个黑色的圆圈。它明显不同于在太阳盘面更高处可以看到的太阳黑子。
极紫外成像仪(EUI)拍摄了一部该行星进程的电影。特别是，它显示了水星刚刚离开圆盘，并在太阳大气中的气体结构前形成剪影。
日冕环境光谱成像(SPICE)仪器将来自太阳的光分成其组成颜色，以分离来自太阳低层大气中不同原子的光。选择这些原子来揭示太阳大气层中不同的层次，它们存在于不同的温度下。氖的温度是630，000 K，碳的温度是30，000 K，氢的温度是10，000 K，氧的温度是320，000 K。
“这不仅仅是看着水星从太阳前面经过，而是看着它从大气层的不同层前面经过，”法国太空物理研究所的美穂·扬维尔说，他是目前借调到欧空局的SPICE项目副科学家。
天文学家已经将行星凌日用于许多目的。在过去的几个世纪里，它们被用来计算我们太阳系的大小。相距甚远的观测者将记录凌日时间，然后比较结果。因为他们是从不同的地方观察，事件的精确时间会略有不同。知道了观察者之间的距离，就可以让他们用三角学来计算到太阳的距离。
最近，凌日已经成为寻找其他恒星周围行星的最成功的方法。当行星穿过恒星表面时，明亮的表面被行星的轮廓覆盖，因此亮度下降了一点点。这种有规律的重复发生使得行星的大小和轨道可以被计算出来。
欧空局在当前的奇阿普斯飞行任务中使用凌日法研究系外行星(表征系外行星卫星)。在不久的将来，行星凌日和恒星振荡(PLATO)任务将利用凌日在多达100万颗恒星的可居住区中寻找地球大小的行星。2029年，欧空局的大气遥感红外系外行星大巡天(Ariel)将利用凌日研究大约1000颗已知系外行星的大气。
对于太阳轨道飞行器来说，这次特别的凌日为校准仪器提供了宝贵的机会。“这是一个经过认证的黑色物体，穿过你的视野，”欧空局太阳轨道器项目科学家丹尼尔·米勒说。因此，该仪器在水星盘内记录的任何亮度都必须由该仪器传输光线的方式引起，这被称为点扩散函数。越了解这一点，就越能更好地消除它。因此，通过研究这一事件，太阳轨道飞行器数据的质量可以进一步提高。
为了近距离观察水星，欧空局已经发射了BepiColombo任务。它将在2023年6月对这颗行星进行下一次近距离飞越。与此同时，太阳轨道飞行器将在四月下一次近距离掠过太阳。
