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        一輩子能看幾次日全食

        2017-12-04 10:34:37
        發(fā)明與創(chuàng)新 2017年42期
        關(guān)鍵詞:日冕日全食日食

        一輩子能看幾次日全食

        美國當(dāng)?shù)貢r間2017年8月21日,北京時間22日凌晨,在以北美為中心的大片區(qū)域,人們目睹了一次壯觀的日全食事件。

        當(dāng)?shù)貢r間8月21日北美日全食的觀測區(qū)域示意圖。深色區(qū)域為全食帶,周圍區(qū)域能觀測到日偏食,百分比表示偏食程度。

        此次日全食的最佳觀測帶恰好覆蓋人口稠密的北美地區(qū)(從美國西北部俄勒岡州的林肯海灘向東南方向,直到南卡羅來納州的查爾斯頓),使得它在世界引發(fā)的關(guān)注度遠超以往。上一次橫跨整個美國的日全食還要追溯到1918年。

        日食如何發(fā)生

        由于月球從地球與太陽之間經(jīng)過,當(dāng)三個天體處在同一條直線上時,月球會遮擋部分或全部的日面,形成日食。日食過程從開始到結(jié)束最長可達3小時左右,此次日食過程中,月球完全遮擋日面即日全食的持續(xù)時間大約是2分40秒。

        當(dāng)月球遮擋太陽時,會朝地球方向投射一個陰影區(qū)并掃過地球表面。該陰影區(qū)可分為兩個部分,較外側(cè)的區(qū)域稱為半影區(qū),在半影區(qū)內(nèi)的觀察者會看到月球遮擋部分日面,形成日偏食。

        月球陰影的核心部分被稱為本影,在本影區(qū)內(nèi)的觀察者會看到月球完全遮擋太陽,形成日全食。由于月球很小,且距離地球較遠,所投射的本影區(qū)在地球表面掃過的區(qū)域相當(dāng)小,因此只有很少一部分地區(qū)的人能觀察到日全食現(xiàn)象。

        日全食的不同階段

        初虧:由于月球在空中自西向東的視運動速度比太陽的視運動速度更快,所以從地球上看,月球會從西側(cè)逐漸“追上”太陽。因此,當(dāng)日食發(fā)生時,地球上的觀察者會看到月球從西側(cè)逐漸接觸太陽的西側(cè)邊緣,這一階段是日食的開始,被稱作初虧。

        2013年日全食全記錄,順序是從右往左,中間是食甚時刻,太陽被月亮完全遮擋。

        食既:“既”字有“完成”的意思,顧名思義,此時月球相對太陽繼續(xù)向東運行,遮蔽越來越多的日面,最終完成對太陽的“吞食”。

        食甚:指月球圓面中心與太陽圓面中心基本重合。相比其他幾個時刻,食甚時刻難以被區(qū)分出來。

        生光:月球視運動繼續(xù)向東,當(dāng)月面的西側(cè)邊緣逐漸離開太陽西側(cè)邊緣的瞬間,被遮蔽的陽光再次閃耀,出現(xiàn)“貝利珠”現(xiàn)象,它宣告了日全食階段的結(jié)束。

        復(fù)圓:隨著月球繼續(xù)東行,太陽又逐漸變得耀眼奪目,整個日食過程結(jié)束。

        日全食會帶來什么

        歷史上,日全食的發(fā)生為人類認識太陽的本質(zhì)提供了重要依據(jù),在整個人類自然科學(xué)的發(fā)展過程中也占有重要的地位。

        人類對太陽日冕結(jié)構(gòu)最早的觀察就來自日全食期間。日冕是太陽最外層的大氣結(jié)構(gòu),溫度非常高。由于這一區(qū)域物質(zhì)密度很小,亮度很低,平常無法被觀測到。而日全食遮蔽了太陽本體,使人們能更好地觀測日冕。

        當(dāng)然,在早已研制出人工日冕儀的今天,科學(xué)家能使用這種儀器在望遠鏡視野中人為地遮蔽日面,創(chuàng)設(shè)出一種類似日全食的效果,對太陽日冕進行觀察。但即便如此,人工日冕儀所提供的視野仍然無法完全替代日全食。

        另外,歷史上愛因斯坦廣義相對論的驗證也與日全食有關(guān)。愛因斯坦在1915年提出的廣義相對論預(yù)言了在引力場中光線的彎曲性質(zhì),但這一顛覆性思想需要實踐的檢驗。

        利用1919年5月在非洲幾內(nèi)亞灣普林西比島上進行的一次日全食觀測,英國天文學(xué)家愛丁頓確認在日全食發(fā)生時,可以觀察到太陽附近的恒星位置與星圖標(biāo)注發(fā)生了變化,且變化量與愛因斯坦理論的預(yù)測值相符,從而證明了愛因斯坦理論的正確性。

        一輩子能看幾次日全食

        日全食天象十分罕見,如果一個人待在一個地方不動,平均400年左右才能看到一次日全食。但從全球范圍來看,發(fā)生日全食的概率并不低。美國國家航空航天局將公元1000年至2000年的日全食帶軌跡繪制在一張世界地圖上,結(jié)果顯示,過去一千年里,全球各地幾乎均有機會觀測到日全食。

        將地圖縮小到中國范圍,上一次經(jīng)歷日全食的日子并不遙遠。2009年7月22日,中國長江流域可以觀測到長達6分半鐘的日全食天象,此次日全食是自1991年7月11日以來最長的一次,這一紀(jì)錄將保持到2132年。再向前追溯,2008年8月1日的日全食帶也途經(jīng)我國北方,在日落時分結(jié)束于河南省內(nèi)。

        本世紀(jì)中國大陸至少還可以看到4次日全食。下一次將在2034年3月20日,但可觀測地區(qū)是在西藏北部山區(qū)。另外,2035年9月2日還有一次日全食將經(jīng)過我國北部地區(qū),由于北京正好位于該次日全食的中心線附近,所以能在當(dāng)天早上8點半左右看到約1分20秒的日全食。

        如果把目光再放長遠些,一個人一輩子可以看到幾次日全食?美國華盛頓郵報特意制作了一個計算機,輸入出生年份即可知道結(jié)果。例如,出生于1990年的人,今年應(yīng)為27歲,假定他(她)可以活到100歲,那么在接下來的歲月里,他(她)還將經(jīng)歷50次日全食,大部分將在亞洲,其中有2次日全食無法在陸地上觀測。(據(jù)新浪網(wǎng)、中國青年網(wǎng))

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