日全食或許並不稀奇，但人造的日全食你見過嗎？日前，歐洲空間局（ESA）“普羅巴3號”任務的一對衛星在太空中製造了首次“人造日全食”，並獲取了精細度極高的太陽日冕圖像。ESA表示，這些日冕圖像不僅展示了編隊飛行技術的巨大潛力，也為日冕研究提供了寶貴的數據支持。
據悉，“普羅巴3號”任務由2顆人造衛星組成，分別稱為“掩星體”和“日冕儀”，兩星相距150米。掩體星攜帶一個1.4米寬的碳纖維塑料圓盤，可以為配備了相機和光學儀器的日冕儀遮擋太陽光。光學儀器藉此捕捉到日全食影像，其中日冕結構清晰可辨。
普羅巴3號拍攝的太陽日冕圖像，經過人工着色處理呈現為紫色（圖/歐空局官網）
今年3月以來，普羅巴3號多次模擬日全食現象。人造日食期間，兩顆衛星在完全不依賴地面控制的情況下，保持150米間距的編隊飛行長達數小時，且始終和太陽保持在同一條線上。據新華社報道，ESA的這一項目在目前測試階段已成功模擬日全食10次，最長一次持續5小時。
為什麼要人造日全食？原理是什麼？
日冕是太陽大氣的最外層，溫度可達數百萬攝氏度，但亮度卻比太陽表面還暗100萬倍。究竟是什麼原因造成這種反常？這是太陽身上最大的謎團之一。上海天文館副研究館員、上海市天文學會副理事長施韡表示，研究日冕不僅可以幫助人們更好地理解太陽，還因為它和太陽風暴密切相關，如日冕物質拋射可能產生地磁暴，對地球的短波通訊、輸電線網以及人造衛星造成影響。
施韡進一步解釋，平時，我們無法觀測到日冕的細節，唯有在日全食之際，月球恰好遮住太陽的明亮光球層，日冕才得以顯現出來。但問題在於，日全食發生的時間往往非常短暫，頂多不過6分鐘，最短的只有幾秒。“有沒有辦法獲得更多的日冕觀測時長呢？科學家們想出了人造日食的辦法。”
普羅巴3號掩星體衛星為日冕儀衛星製造日全食（圖/歐空局官網）
其實人造日食的原理很好理解：天文學家將望遠鏡送入太空，在鏡頭前安裝一個日冕儀，簡單說就是用一個小圓片將太陽光球層擋住。因為日冕儀離望遠鏡往往很近，根據近大遠小的原理，日冕儀要做得夠小，才能剛好擋住太陽圓面，避免過多日冕（尤其是內冕）也被擋住。然而，遮擋物越小，衍射效應越明顯，對圖像質量產生影響。為了解決這個問題，歐空局開創性地使用一對衛星進行編組飛行，讓他們保持一定的距離，這樣就能創造一個更長時間、影像質量更佳的日全食。
據悉，此次項目每19.6小時就可以拍攝一次日全食，今年7月正式開始科學觀測後，計劃將完全遮蔽太陽的食甚階段延長至6小時。相比自然日全食一年只能觀測1次，有時甚至數年才能觀測到一次，這項任務無疑是科研人員夢寐以求的數據盛宴。
