這是水星的尾巴，來了解一下吧！你也可以拍攝到它

2024-10-09科學

劃過天幕的彗星？

其實，這是水星和它的尾巴

一組圖片記錄下了水星的鈉尾

【來自紐約新莎孚克郡的史蒂文·貝拉維亞（Steven Bellavia），拍攝了這張水星鈉尾的照片。他寫到：「一支1500萬英裏（2400萬千米）長的羽毛狀氣體在太陽的作用下，從水星稀薄的大氣層中噴射而出，像極了一顆彗星。」圖源：地球天空網絡社區（EarthSky community）】

水星的鈉尾

在長曝光的照片中，水星有一條長長的飄垂的尾巴，朝著與太陽相背的方向逐漸減弱，看上去很像一顆彗星。科學家們首先在20世紀80年代預測水星有一條尾巴，然後在2001年正式發現了它。美國太空總署（NASA）的「信使號」水星探測器在2011年到2015年繞轉水星的過程中，也同發現了許多鈉尾的細節。而如今只要有恰當的器材和一些關於鈉尾的知識，地球上的天文攝影家們就能夠捕捉到很棒的水星鈉尾照片。史蒂文·貝拉維亞就分享了他捕捉這份不尋常景象的圖片和技巧（見下文）。

為什麽水星會有一條「尾巴」？

答案的一部份在於鈉原子本身。這些鈉原子在太陽光的輻射下和小隕石的影響下，從水星的表面被釋放，進入水星的大氣層和宇宙中，就此形成了這顆星球的尾巴。「信使號」探測器發現，太陽光讓鈉原子分散開來，產生了黃色或橙色的焰色反應。盡管如此，太陽不是只選擇性的將鈉原子從水星表面吹起，水星的鈉尾其實由多種元素組成，但是鈉原子在其中是「頭牌」，因為它在散發黃色光芒中做出了很大貢獻。那麽水星的鈉尾究竟有多大呢？粗略地看，它有地球直徑的100倍長！

如何拍攝水星的「尾巴」？

在水星到達近日點（水星離太陽最近的點）的前後16天內，它的「尾巴」最亮。每88天水星會到達一次近日點（也就是說水星要花88天繞太陽一圈）。在頂部的那張圖片中，史蒂文·貝拉維亞拍攝了水星，這天正好是水星最近一次到達近日點的後五天。

貝拉維亞告訴EarthSky，他看到了一篇文章*，這篇文章就啟發他用一種特殊的濾波器去拍攝水星的鈉尾，這種濾波器的過濾波長為589納米，允許鈉原子的光透過。閱讀完這篇文章後，他迫切地想去試一試，他解釋到：

看完那篇文章的第二天早上，我就買了一個589nm的帶有10nm帶通（濾波器的波長範圍）的窄帶濾波器。同時，因為濾波器送來時沒有配備適用於天文觀測的安裝用材，我設計了兩個環，請求我一個擁有3D印表機的朋友幫我制作出來，用於固定這個濾波器。沒過幾個小時，我就把它們全都安裝好了。真是妙啊！

貝拉維亞拍下的第一張水星鈉尾照片

貝拉維亞首先拍攝了水星鈉尾的照片。他使用了一架德國的赤道儀，並且將濾波器安裝在一個佳能的100mm鏡頭前。第一天晚上他拍攝了30張曝光時長為30秒的照片，而第二天晚上他拍攝了20張曝光時長為60秒的照片。這些照片都用到了博格（Borg）的90mm折射器。他說：

經過第一晚的嘗試，我意識到如果有追蹤水星的天文望遠鏡可能是更好的選擇，因為水星的鈉尾非常的微弱，而且要保證所有的光子都盡可能頻繁地落在每個單獨影像中相同的像素點上，才能顯示出來。此外我也註意到在兩天晚上，我想拍攝到盡可能多的照片，但是我得一直等到天足夠黑，水星的鈉尾才顯示出來。但此時水星已在下沈，要麽在陸地下方，要麽被視野附近的雲擋住。

水星鈉尾的照片

（史蒂文·貝拉維亞拍攝了這張照片，它讓我們更清晰地看到了水星的尾巴。貝拉維奇在他十歲的時候就對天文學和天文攝影有濃厚的興趣，而在他一生的大部份時候，他都在研究航空航天，物理和天文學。）

（史蒂文·貝拉維奇制作了這張水星鈉尾的合成影像。他疊加了30張30秒曝光拍攝的水星圖片，並且將那天夜晚的新月也組合到了圖片裏。圖源：EarthSky community。）

（貝拉維奇拍攝了這張照片。他說：「只有波長為589納米的窄帶濾波器才能捕捉到鈉原子的黃色光芒。」）

宇宙中的鈉

使用了589nm波長的濾波器，天文學家可以研究的天體就不止水星了。太陽和彗星都是鈉濾鏡的理想觀察物件。天文學家們還觀察到來自我們的月球的鈉流，不僅如此，吹離月球後它們像霧霾一樣圍繞在木星周圍。如果在其他星系發現了鈉原子，天文學家們就能更好地研究巖質系外行星。他們甚至可以透過鈉吸收帶來測量宇宙紅移和宇宙的尺度。