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黑滴现象

黑滴现象（英语：Black drop effect；德语：Tropfenphänomen），是在金星凌日时看见的一种光学现象，水星凌日也有，但幅度较小。在金星凌日时，所观察的第二接触之后以及第三接触之前会有一段时间，地球上的观测者可能看到金星会像太阳边缘附近的水滴一样。

2004年6月8日的金星凌日。此处可见黑滴现象。
两组接触时刻的照片。左侧品质较差的照片中可以看到黑滴现象。
1769年金星凌日观测记录中描绘的黑滴现象

就在第二接触之后，和第三接触之前，一个小的黑色"泪滴"连结出现在金星的盘面和太阳的边缘之间，从而无法确地第二与第三接触时间的正确时刻。这导致18世纪尝试以金星凌日建立天文单位真正精确数值的企图失败。

黑滴现象长期以来被认为是由于金星浓厚的大气层造成的，并且他也被认为是金星有大气层的第一个实际的证据。但是，现在有很多人认为金星的黑滴现象是地球大气层的湍流或是检视仪器中的光学缺陷造成的[1][2]。

成因

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参见：金星凌日

为了寻找黑滴现象的成因，19世纪时，夏尔·沃尔夫等人也为找到“黑滴效应”的来由，制作了可以再现金星凌日过程的机器[3]。

 
托尔·柏格曼在1761年描述的黑滴现象。

俄国的米哈伊尔·瓦西里耶维奇·罗蒙诺索夫基于自己在圣彼得堡科学院对1761年金星凌日的观测结果发现金星存在大气层[4]。他的观测器材是两个消色差透镜和一个弱太阳滤镜（烟熏玻璃）。他在金星开始离开太阳盘面时观测到一道光的突起，即“罗蒙诺索夫的弧”。他还发现金星开始进入太阳盘面时，接触部分的太阳边缘会变得模糊。罗蒙诺索夫认为这些现象是太阳光通过金星大气层时发生折射造成的。[5]

因为1769年的技术无法克服现代认为的“黑滴现象”的影响，当时的天文学家无法得知凌日开始和结束足够准确的时间。这一现象长期以来被认为是金星稠密的大气层造成的，并且是金星存在大气层的证据之一。不过，近年的研究显示这一效应可能是来源于观测仪器存在的缺陷。[6][7][8]在精确的测量下，在1999年和2003年的水星凌日 ，即使水星没有明显的大气层，但从地球大气层之外的观测依然观察到黑滴现象[9]。

2012年，杰伊·帕萨切夫（英语：Jay Pasachoff）和威廉·希恩（William Sheehan）基于帕萨切夫等人2004年金星凌日的观测结果提出，罗蒙诺索夫当年所观测到的状况应该不是金星大气层造成的，而只是“黑滴现象”[10]。一组研究人员因此决定使用罗蒙诺索夫当年的老式折射望远镜观测发生于2012年6月5日至6日的金星凌日，以此作为决定性测试。该组天文学家认为罗蒙诺索夫1761年时使用的望远镜可以观测到金星进入和离开太阳盘面时在金星周围产生的“罗蒙诺索夫的弧”和其他光环效应，并认为这些效应确实是由金星大气层造成的。[11][12][13]

在2004年6月8日的金星凌日，许多观测者报告他们没有看见黑滴现象，或是至少没有之前世纪凌日时的报告所叙述，那么明显的现象。因此推测较大的望远镜和有更好的光学可能是一个因素。

黑滴现象也是2004年金星凌日观测各方关注的问题。目前对于黑滴现象成因的主流意见是过去的望远镜存在性能缺陷[14]。参与VT-2004的观测者在测定接触时刻时大多没有受到黑滴效应的影响，提交的大多数照片中也没有出现黑滴效应[15]。学术界也对这一问题做了一些研究。杰伊·帕萨切夫等人分析了NASA的太阳过渡区与日冕探测器对1999年水星凌日以及2004年金星凌日的观测结果，并发现太阳的周边昏暗现象也是黑滴效应成因之一[16]。

参考资料

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  1. ^ Explanation of the Black-Drop Effect at Transits of Mercury and the Forthcoming Transit of Venus. AAS. 2003-12 [2012-01-29]. （原始内容存档于2019-03-18）. 
  2. ^ Transits of Venus - Kiss of the goddess. The Economist. 2004-05-27 [25 September 2006]. （原始内容存档于2008-12-07）. 
  3. ^ Canales, J. Photogenic Venus: The "Cinematographic Turn" and Its Alternatives in Nineteenth-Century France. Isis (Astral Press). 2002, 93 (4): 585－613. doi:10.1086/375953 （英语）. 
  4. ^ Shiltsev, V. Lomonosov's Discovery of Venus Atmosphere in 1761: English Translation of Original Publication with Commentaries. 2012. arXiv:1206.3489   [physics.hist-ph] （英语）. 
  5. ^ Marov, M. Y. Mikhail Lomonosov and the discovery of the atmosphere of Venus during the 1761 transit. Proceedings of the International Astronomical Union (Cambridge University Press). 2004, 2004: 209–219 [2018-12-19]. Bibcode:2005tvnv.conf..209M. doi:10.1017/S1743921305001390. （原始内容存档于2018-02-27） （英语）. 
  6. ^ Transits of Venus: Kiss of the goddess. The Economist. 2004-05-27 [2006-09-25]. （原始内容存档于2012-02-15） （英语）. 
  7. ^ Pasachoff, J. M.; et al. Explanation of the Black-Drop Effect at Transits of Mercury and the Forthcoming Transit of Venus. AAS. 2004-01-04 [2006-09-21]. （原始内容存档于2006-07-10） （英语）. 
  8. ^ Pasachoff, J. M.; Filippenko, A. The Cosmos: Astronomy in the New Millennium 4, revised. Cambridge University Press. 2013: 144. ISBN 9781107276956 （英语）. 
  9. ^ Schneider, G.; Pasachoff, J.M.; Golub, L. Space Studies of the Black-Drop Effect at a Mercury Transit. 2003. arXiv:astro-ph/0310379  .  PrePrint or article in Icarus 168, 249–256. Retrieved 2015-05-16.
  10. ^ Pasachoff, J.; Sheehan, W. Lomonosov, the Discovery of Venus's Atmosphere, and Eighteenth-century Transits of Venus. Journal of Astronomical History and Heritage. 2012, 15 (1): 1 [2018-12-19]. Bibcode:2012JAHH...15....3P. （原始内容存档于2017-10-28） （英语）. 
  11. ^ Koukarine, A.; Nesterenko, I.; Petrunin, Y.; Shiltsev, V. Experimental Reconstruction of Lomonosov's Discovery of Venus's Atmosphere with Antique Refractors During the 2012 Transit of Venus. 2012-08-27. arXiv:1208.5286   [physics.hist-ph] （英语）. 
  12. ^ Shiltsev, V.; Nesterenko, I.; Rosenfeld, R. Replicating the discovery of Venus's atmosphere. Physics Today. 2013, 66 (2): 64 [2018-12-19]. （原始内容存档于2013-07-04） （英语）. 
  13. ^ Koukarine, A.; et al. Experimental Reconstruction of Lomonosov's Discovery of Venus's Atmosphere with Antique Refractors During the 2012 Transit of Venus. Solar System Research. 2013, 47 (6): 487–490 [2018-12-19]. （原始内容存档于2015-03-05） （英语）. 
  14. ^ Shiga, D. The Disappearing Black Drop. F+W Media, Inc. 2012-05-25 [2016-05-03]. （原始内容存档于2016-05-07） （英语）. 
  15. ^ The "Black Drop" Phenomenon. ESO. [2016-05-03]. （原始内容存档于2016-04-06） （英语）. 
  16. ^ Pasachoff, J. M.; Schneider, G.; Golub, L. The black-drop effect explained. Proceedings of the International Astronomical Union (IAU). 2004, (196): 243－244. doi:10.1017/S1743921305001420 （英语）. 

外部链接

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