Прохождение Фобоса через Солнце , наблюдаемое с Марса, происходит, когда Фобос проходит прямо между Солнцем и точкой на поверхности Марса, закрывая большую часть диска Солнца для наблюдателя на Марсе. Во время прохождения Фобос можно увидеть с Марса как большой черный диск, быстро движущийся по диску Солнца. В то же время тень ( антумбра ) Фобоса движется по поверхности Марса.
Это событие также можно рассматривать как особенно быстрое и неглубокое кольцеобразное солнечное затмение Фобоса.
Прохождение Фобоса по диску Марса обычно длится всего около тридцати секунд из-за очень быстрого орбитального периода спутника, составляющего приблизительно 7,6 часа.
Поскольку Фобос вращается близко к Марсу и на одной линии с его экватором , транзиты Фобоса происходят где-то на Марсе в большинство дней марсианского года. Его орбитальный наклон составляет 1,08°, поэтому широта его тени, проецируемой на марсианскую поверхность, показывает сезонные колебания, перемещаясь от 70,4° ю. ш. до 70,4° с. ш. и обратно в течение марсианского года. Фобос находится так близко к Марсу, что его не видно южнее 70,4° ю. ш. или севернее 70,4° с. ш.; в течение некоторых дней в году его тень полностью не попадает на поверхность и падает севернее или южнее Марса.
В любом географическом месте на поверхности Марса есть два интервала в марсианском году, когда тень Фобоса или Деймоса проходит через его широту. В течение каждого такого интервала наблюдатели в этом географическом месте могут увидеть около полудюжины транзитов Фобоса (по сравнению с нулём или одним транзитом Деймоса ). Транзиты Фобоса происходят во время марсианской осени и зимы в соответствующем полушарии; вблизи экватора они происходят около мартовского и сентябрьского равноденствий , тогда как дальше от экватора они происходят ближе к зимнему солнцестоянию .
Наблюдатели на высоких широтах (но менее 70,4°) увидят заметно меньший угловой диаметр Фобоса, поскольку они находятся значительно дальше от него, чем наблюдатели на экваторе Марса. В результате транзиты Фобоса для таких наблюдателей будут охватывать меньшую часть диска Солнца. Поскольку он вращается так близко к Марсу, Фобос не может быть виден севернее 70,4° с. ш. или южнее 70,4° ю. ш.; наблюдатели на таких широтах, очевидно, также не увидят транзитов.
Марсоход Opportunity (MER-B) сфотографировал несколько прохождений Фобоса 7, 10 и 12 марта 2004 года. В подписях, как показано ниже, в первой строке указано земное время UTC , а во второй строке указано местное марсианское солнечное время .
Данные в таблицах ниже получены с использованием JPL Horizons. Есть небольшое расхождение со временем, указанным для серии изображений выше. Это может быть связано с неточностью данных эфемерид, используемых JPL Horizons; также данные JPL Horizons дают местное видимое солнечное время, в то время как время, указанное выше, вероятно, является некоторой формой среднего солнечного времени (и поэтому часть расхождений может быть связана с марсианским эквивалентом уравнения времени ).
5 марта 2024 г.: НАСА опубликовало изображения транзитов спутника Деймоса , спутника Фобоса и планеты Меркурий , полученные марсоходом Perseverance на планете Марс.
При наблюдении с орбиты можно увидеть, как полутеневая тень Фобоса быстро движется по поверхности Марса. Эта тень на поверхности Марса была сфотографирована много раз аппаратом Mars Global Surveyor .
В 1970-х годах Viking 1 Lander и Orbiter также сфотографировали тень. Lander обнаружил полутеневую тень Фобоса, проходящую через него. [1] Это было обнаружено только как небольшое затемнение окружающего света; камера Viking 1 Lander не запечатлела Солнце. Тени потребовалось около 20 секунд, чтобы пройти над Lander, двигаясь со скоростью около 2 км/с. Тень была одновременно сфотографирована с Viking 1 Orbiter, что позволило определить положение посадочного модуля на снимках орбитального аппарата.
Гораздо более подробные изображения тени были сделаны с прибытием в 1997 году Mars Global Surveyor и его Mars Orbital Camera с высоким разрешением. Одно из таких изображений было сделано 26 августа 1999 года и показывает тень с высоким разрешением. Это изображение было представлено в пресс-релизе NASA от 1 ноября 1999 года. [2]
Изучая карты Марса [3], мы видим, что центр тени находится примерно в точке 10,9° с.ш. 49,2° з.д.
Мы также можем посмотреть исходные файлы изображений M04-03241 (красный) [4] и M04-03242 (синий), [5] часть галереи широкоугольных изображений MOC, регион Lunae Palus, субфаза M04. [6] «Время начала изображения» было 03:26:13.01 UTC , «время интегрирования линий» — 80,4800 миллисекунд, а фактор «суммирования вниз» — 4. Поскольку тень центрирована на 6400 пикселей от нижней части исходного изображения высотой 10800 пикселей (Mars Global Surveyor имел солнечно-синхронную орбиту с юга на север), мы добавляем (6400 × 0,08048 × 4) = 2060,3 секунды = 34 минуты 20,3 секунды, чтобы получить время 04:00:33,3 UTC для центра тени. Вводя значения координат долготы/широты/высоты -310.8,10.9,0 в JPL Horizons [7], мы видим, что предсказанное время середины транзита было 04:00:36 UTC , что полностью совпадает с ошибкой определения точной долготы и широты центра тени. Это было около 14:41 по местному марсианскому солнечному времени, а высота Солнца была 46,5° над горизонтом. JPL Horizons также показывает, что 26 августа 1999 года расстояние между Землей и Марсом составляло 9,6 световых минут.
Существуют десятки других изображений тени, но они имеют гораздо более низкое разрешение (в 27/4 раза). Три таких изображения показаны в пресс-релизе NASA от 1 ноября 1999 года. [8]
Временные метки, напечатанные на фотографиях в пресс-релизе NASA, не соответствуют фактическому времени, когда была сделана фотография тени, а представляют собой «время начала изображения» гораздо большего по вертикали исходного изображения. Mars Global Surveyor вращается вокруг Марса по солнечно-синхронной полярной орбите с орбитальным периодом 117,65 минут, двигаясь от южного полюса к северному полюсу и непрерывно направляя свою камеру прямо вниз. Результатом является изображение в виде очень длинной тонкой вертикальной полосы, где пиксели в верхней части изображения отображаются почти через час после пикселей в нижней части изображения. В принципе, изображение может быть высотой до 43200 пикселей, но для объединения соседних строк используется «суммирование вниз». Например, коэффициент суммирования вниз 27 приводит к тому, что каждые 27 строк объединяются в одну, в результате чего получается изображение высотой 1600 пикселей. Таким образом, чтобы определить фактическое время, когда была получена фотография тени Фобоса, необходимо найти исходное изображение и измерить, на сколько пикселей от нижнего края изображения находится тень, а затем добавить соответствующее смещение к начальному времени изображения.
Например, мы изучаем изображение, помеченное меткой времени 1 сентября 1999 г. 20:13:05 (UTC). У нас есть исходные изображения M07-00166 (красный) [9] и M07-00167 (синий), [10] часть галереи изображений MOC Global-Map, субфаза M07. [11] Тень расположена примерно в точке 14°N 236°W. [12]
В этом случае время начала изображения составляет 20:13:04.69 UTC , время интегрирования линии составляет 80.48 миллисекунд, а коэффициент суммирования вниз составляет 27. Высота тени составляет около 8 пикселей, центр находится на расстоянии 993 пикселей от низа исходного изображения высотой 1600 пикселей. Добавляем (993 × 0.08048 × 27) = 2157.75 секунд = 35 минут 57.75 секунд, чтобы получить время 20:49:02.4 UTC для центра тени.
Ввод значений координат долготы/широты/высоты -124,14,0 в JPL Horizons дает ожидаемое время транзита 20:49, что снова хорошо согласуется. 1 сентября 1999 года расстояние между Землей и Марсом составляло 9,9 световых минут.
Прохождения Фобоса в 2019 году были обнаружены как кратковременное падение в данных о токе солнечной батареи посадочного модуля InSight. [13] В то время данные собирались только с интервалом в 30 секунд, и поэтому события регистрировались только как единичные падения на несколько процентов или несколько десятков процентов.
Во время транзитов весной 2020 года все приборы на борту InSight регистрировали с полной частотой дискретизации, и наблюдался небольшой наклон сверхчувствительного сейсмометра, а также падение солнечного излучения и падение температуры поверхности на 2 К. Наклон сейсмометра был вызван сжатием земли из-за падения температуры; везде, кроме тени, тепловое экранирование вокруг сейсмометра. [14]
