2024年4月8日横跨北美的日全食对于沿途的每个人来说都是一次令人惊叹且难忘的事件。然而，日食不仅因其视觉影响而受到重视，它们还是尖端科学的核心。

日食不仅仅是视觉奇观它们是了解遥远行星的科学努力的核心

日食可以告诉我们大量关于太阳系以外遥远行星或系外行星的信息。自从1992年发现第一颗系外行星以来，天文学家已经发现了超过5600个围绕太阳以外的恒星运行的世界。他们使用了各种强大的望远镜来观察它们。

然而，与日全食一样，业余天文学家仍然可以通过几个旨在协助观测这些遥远世界的公民科学项目发挥重要作用。

当月球经过地球和太阳之间时，就会发生日食。虽然太阳比月球大400倍，但距离也大约是月球的400倍。这就是为什么它在我们的天空中看起来大小相同。当日食发生时，月亮几乎无法遮挡太阳，在边缘留下一个美丽的特征，称为“日冕”(拉丁语，皇冠的意思)。

当我们观察一颗遥远的恒星和一颗行星时，类似的情况也会发生。如果一切顺利，这颗系外行星将穿过我们和它的恒星之间。这称为过境。然而，由于这颗行星比它的恒星小得多，而且它们彼此之间的距离比我们到我们的距离要近得多，所以这颗行星看起来比恒星小，并且不会像总太阳光那样将其遮挡住。日食。

这些恒星是如此遥远，即使使用我们最好的望远镜，它们也看起来像一个微小的光点。当凌日发生时，那个小光点会稍微变暗几个小时，然后恢复正常。

如果系外行星有大气层，一些星光在到达望远镜之前会经过它的过滤。星光可以分为不同的颜色，这可以告诉您大气中的情况。这称为频谱。

每个元素都有一组它喜欢吸收和发射的特定颜色。例如，较旧的路灯具有独特的橙色，这是钠的特征，钠是灯中填充的金属。如果我们将路灯发出的光分成光谱，我们就会看到钠的特征。

同样，行星大气中的化合物将其特征印在穿过它们的星光上。这使得天文学家能够通过检查大气的光谱来测量大气中的物质。

地球大气层散射蓝光，使天空呈现蓝色，剩下的看起来呈红色。剩余的红光导致太阳在升起和落下时看起来呈红色，以及“血月”效应，即月亮在月食期间(地球经过太阳和月亮之间)变成橙红色。如果发生此类事件时我们在月球上，我们可以使用光谱技术来测量地球的大气层。

美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)和欧洲航天局(Esa)即将推出的阿里尔太空望远镜是仅有的足够灵敏的仪器，可以探测和测量系外行星的大气层。

表征和比较这些大气可以告诉我们很多关于其他行星系统的信息。直到20世纪90年代，我们只有一个例子——太阳系。天文学家还将在这些行星的大气层中寻找“生物标记”。

生物标志物是生命的潜在化学特征。例如，氧气占地球大气的20%以上，由植物产生。通过研究系外行星大气中潜在的生物标志物，天文学家可能会发现外星生命存在的证据。

然而，对于其中一些结果可能存在争议。去年，一组天文学家宣布在一颗名为K2-18b的系外行星的光谱中初步暗示存在一种名为二甲硫醚的化学物质。在地球上，这种化学物质是由海洋浮游生物排放的。然而，许多天文学家正在等待对这颗行星的后续观测，然后才能得出任何结论。

系外行星研究剩下的一个挑战是日食或凌日时间的不确定性。与其他行星的相互作用和其他影响可能会导致系外行星的轨道随着时间的推移而改变。如果凌日发生晚了，这可能会让像JWST或Ariel这样的航天器等待它发生，从而浪费非常有限的望远镜观测时间。如果凌日发生得早，太空望远镜可能会完全错过它。

ExoplanetWatch和ExoClock是公民科学项目，允许公众为系外行星的研究做出贡献。参与者可以使用家里的小型望远镜，或通过互联网远程控制其他望远镜来观察凌星现象，然后在计算机上处​​理结果。通过上传这些结果，他们可以帮助JWST和Ariel准时进行观测，从而改变我们对宇宙的理解。