一辈子能看几次日全食
美国当地时间2017年8月21日,北京时间22日凌晨,在以北美为中心的大片区域,人们目睹了一次壮观的日全食事件。
当地时间8月21日北美日全食的观测区域示意图。深色区域为全食带,周围区域能观测到日偏食,百分比表示偏食程度。
此次日全食的最佳观测带恰好覆盖人口稠密的北美地区(从美国西北部俄勒冈州的林肯海滩向东南方向,直到南卡罗来纳州的查尔斯顿),使得它在世界引发的关注度远超以往。上一次横跨整个美国的日全食还要追溯到1918年。
由于月球从地球与太阳之间经过,当三个天体处在同一条直线上时,月球会遮挡部分或全部的日面,形成日食。日食过程从开始到结束最长可达3小时左右,此次日食过程中,月球完全遮挡日面即日全食的持续时间大约是2分40秒。
当月球遮挡太阳时,会朝地球方向投射一个阴影区并扫过地球表面。该阴影区可分为两个部分,较外侧的区域称为半影区,在半影区内的观察者会看到月球遮挡部分日面,形成日偏食。
月球阴影的核心部分被称为本影,在本影区内的观察者会看到月球完全遮挡太阳,形成日全食。由于月球很小,且距离地球较远,所投射的本影区在地球表面扫过的区域相当小,因此只有很少一部分地区的人能观察到日全食现象。
初亏:由于月球在空中自西向东的视运动速度比太阳的视运动速度更快,所以从地球上看,月球会从西侧逐渐“追上”太阳。因此,当日食发生时,地球上的观察者会看到月球从西侧逐渐接触太阳的西侧边缘,这一阶段是日食的开始,被称作初亏。
2013年日全食全记录,顺序是从右往左,中间是食甚时刻,太阳被月亮完全遮挡。
食既:“既”字有“完成”的意思,顾名思义,此时月球相对太阳继续向东运行,遮蔽越来越多的日面,最终完成对太阳的“吞食”。
食甚:指月球圆面中心与太阳圆面中心基本重合。相比其他几个时刻,食甚时刻难以被区分出来。
生光:月球视运动继续向东,当月面的西侧边缘逐渐离开太阳西侧边缘的瞬间,被遮蔽的阳光再次闪耀,出现“贝利珠”现象,它宣告了日全食阶段的结束。
复圆:随着月球继续东行,太阳又逐渐变得耀眼夺目,整个日食过程结束。
历史上,日全食的发生为人类认识太阳的本质提供了重要依据,在整个人类自然科学的发展过程中也占有重要的地位。
人类对太阳日冕结构最早的观察就来自日全食期间。日冕是太阳最外层的大气结构,温度非常高。由于这一区域物质密度很小,亮度很低,平常无法被观测到。而日全食遮蔽了太阳本体,使人们能更好地观测日冕。
当然,在早已研制出人工日冕仪的今天,科学家能使用这种仪器在望远镜视野中人为地遮蔽日面,创设出一种类似日全食的效果,对太阳日冕进行观察。但即便如此,人工日冕仪所提供的视野仍然无法完全替代日全食。
另外,历史上爱因斯坦广义相对论的验证也与日全食有关。爱因斯坦在1915年提出的广义相对论预言了在引力场中光线的弯曲性质,但这一颠覆性思想需要实践的检验。
利用1919年5月在非洲几内亚湾普林西比岛上进行的一次日全食观测,英国天文学家爱丁顿确认在日全食发生时,可以观察到太阳附近的恒星位置与星图标注发生了变化,且变化量与爱因斯坦理论的预测值相符,从而证明了爱因斯坦理论的正确性。
日全食天象十分罕见,如果一个人待在一个地方不动,平均400年左右才能看到一次日全食。但从全球范围来看,发生日全食的概率并不低。美国国家航空航天局将公元1000年至2000年的日全食带轨迹绘制在一张世界地图上,结果显示,过去一千年里,全球各地几乎均有机会观测到日全食。
将地图缩小到中国范围,上一次经历日全食的日子并不遥远。2009年7月22日,中国长江流域可以观测到长达6分半钟的日全食天象,此次日全食是自1991年7月11日以来最长的一次,这一纪录将保持到2132年。再向前追溯,2008年8月1日的日全食带也途经我国北方,在日落时分结束于河南省内。
本世纪中国大陆至少还可以看到4次日全食。下一次将在2034年3月20日,但可观测地区是在西藏北部山区。另外,2035年9月2日还有一次日全食将经过我国北部地区,由于北京正好位于该次日全食的中心线附近,所以能在当天早上8点半左右看到约1分20秒的日全食。
如果把目光再放长远些,一个人一辈子可以看到几次日全食?美国华盛顿邮报特意制作了一个计算机,输入出生年份即可知道结果。例如,出生于1990年的人,今年应为27岁,假定他(她)可以活到100岁,那么在接下来的岁月里,他(她)还将经历50次日全食,大部分将在亚洲,其中有2次日全食无法在陆地上观测。(据新浪网、中国青年网)