? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2019最壯觀日全食上演 為啥有人特意去南美觀賞?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2019-7-3 青野豐隆

天狗吞日的傳說大概大家小時(shí)候都聽說過，現(xiàn)在我們都知道那只是一種日食現(xiàn)象，這個(gè)故事也成為我們古老文化的一部分。

北京7月3日清晨，地球迎來了本年度最重要的一場天文學(xué)盛宴——日全食。但是可惜的是，此次發(fā)生的日食發(fā)生在南美的部分地區(qū)。大多數(shù)人無法親臨現(xiàn)場觀賞這一壯觀的天文學(xué)景觀。甚至有不少天文發(fā)燒友飛到南美去觀賞。

之所以說這場日全食非常重要，是因?yàn)樗亲?017年美國日全食發(fā)生以后，地球第一次出現(xiàn)日全食景象。對于天文學(xué)愛好者來說，錯(cuò)過此次日全食，下一次就要再等一年多時(shí)間，也就是2020年12月14日。

當(dāng)然最主要的原因還是在于它巨大的天文觀測價(jià)值?？茖W(xué)史上許多重要的天文學(xué)和物理學(xué)發(fā)現(xiàn)都來源于日全食的觀測。比如1919年的日全食就證實(shí)了愛因斯坦相對論的正確性。

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此次日全食的運(yùn)動(dòng)軌跡是怎樣的？

當(dāng)?shù)貢r(shí)間7月2日，南美的部分地區(qū)觀賞到此次日全食景象。據(jù)天文學(xué)雜志報(bào)道，這次日全食從西向東移動(dòng)，而且只影響了智利和阿根廷兩個(gè)國家，包括厄瓜多爾、巴西、烏拉圭和巴拉圭在內(nèi)的一些地區(qū)只能看到日偏食。日全食景象將沿著一條狹窄的軌跡消失，這條軌跡從智利海岸一直延伸到阿根廷首都和最大城市布宜諾斯艾利斯以南。

據(jù)太空網(wǎng)網(wǎng)站報(bào)道，日全食于當(dāng)?shù)貢r(shí)間7月2日下午4點(diǎn)39分在南美洲智利海岸的拉塞雷納市附近登陸。之后，月球的陰影穿越安第斯山脈，掠過阿根廷圣胡安市。然后，當(dāng)日食向東移動(dòng)穿過阿根廷時(shí)，它將在科爾多瓦和布宜諾斯艾利斯的南部滑動(dòng)，然后在下午5點(diǎn)40分日落前回到大西洋。

本次日全食是從遙遠(yuǎn)的南太平洋開始，90%以上的全食帶都在海面上，只是在即將結(jié)束時(shí)才會(huì)登陸南美洲南部。主要經(jīng)過的也只有上面提及的智利和阿根廷兩個(gè)國家，而且可見區(qū)域都不大。從地理位置來說，想要觀測到這次日全食，我們必須繞到地球?qū)γ嫒ァ?/span>

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日食是如何發(fā)生的呢？

談到日食就不得不說說地球的伙伴——月亮。簡單來說，日食就是月球軌道運(yùn)行到地球與太陽之間，遮擋了部分陽光形成的天文現(xiàn)象。月球大約每29天半繞地球一周。當(dāng)月球繞地球運(yùn)行時(shí)，它相對于太陽的位置發(fā)生變化，它也將經(jīng)歷新月、娥眉月（殘?jiān)拢?、上弦月、凸月、望月（滿月）、凸月、下弦月、娥眉月（殘?jiān)拢┑难h(huán)周期。

被稱為新月的階段實(shí)際上是看不見的，因?yàn)樵虑虮徽樟恋哪且幻媸潜畴x地球的。雖然我們不能在新月階段看到月亮，但它對于日食有著非常特殊的意義。因?yàn)槿帐持话l(fā)生在新月時(shí)，也就是當(dāng)月球經(jīng)過地球和太陽之間時(shí)。

如果月球的陰影恰好落在地球表面，我們可以看到太陽盤的一部分或全部被月球覆蓋或遮擋。由于新月每隔29天半出現(xiàn)一次，你可能會(huì)認(rèn)為我們應(yīng)該每月發(fā)生一次日食。事實(shí)上并非如此，因?yàn)樵虑驀@地球的軌道與地球圍繞太陽的軌道傾斜了5度。因此，月球的影子經(jīng)常會(huì)錯(cuò)過地球。月球的部分陰影每年至少有兩次正好落在地球表面，從這個(gè)區(qū)域我們就可以看到日食。

月球的影子實(shí)際上有兩部分，半影和本影。當(dāng)月球的半影投射到地球上時(shí)，我們可以從投影中看到日偏食。如果月球的本影掃過地球表面，那么我們就可以從本影的投影中看到日全食。而月食則相反。月食是發(fā)生在月球穿過地球的陰影時(shí)，而且只有在月球處于滿月階段時(shí)才有可能發(fā)生。因此，無論發(fā)生日食還是月食都取決于月球與地球的相對位置。

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日全食的路徑并不固定，南北極也有可能發(fā)生

月球本影在地球上的軌跡被稱為全食帶。它通常有10000英里長（約1.6萬公里），但只有100英里寬（約160公里）。全食帶只占地球全部表面積的不到1%。因此想要觀測到日全食，你必須位于全食帶的狹窄范圍內(nèi)。

日全食的路徑可以穿越地球的任何地方，即使是北極和南極也會(huì)發(fā)生日全食現(xiàn)象。由于每次月全食只能在非常狹窄的軌道范圍內(nèi)看到，所以并非任何一個(gè)位置都能看到。此外，你平均要等375年才能從一個(gè)地方看到兩次日全食。

當(dāng)然，在一個(gè)特定的地方看到兩次日食的間隔可能長也可能短。例如，最近一次從普林斯頓觀測到的日全食發(fā)生在1478年，下一次將在2079年，相隔601年。然而，普林斯頓的下一次日全食將發(fā)生在2144年，與上一次僅僅相隔65年。

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曇花一現(xiàn)的日全食為何如此值得期待

日食的整個(gè)階段非常短暫，只持續(xù)幾分鐘時(shí)間。然而，它被認(rèn)為是自然界中最令人敬畏、最鼓舞人心的景觀之一。當(dāng)太陽明亮的表面被月亮的黑色圓盤取代時(shí)，天空呈現(xiàn)出一種怪異的朦朧感。月亮?xí)灰粋€(gè)美麗的薄紗狀光暈環(huán)繞。在這短暫的幾分鐘內(nèi)，我們可以觀測到太陽壯觀的日冕，它的溫度高達(dá)200萬度。目睹這一天文景觀是一種難以用言語或照片表達(dá)的難忘經(jīng)歷。

科學(xué)家們非常期待日全食的到來，因?yàn)檫@是研究太陽日冕的難得機(jī)會(huì)。長期以來科學(xué)家們一直對太陽的日冕感到困惑。比如，為什么日冕這么炎熱？是什么導(dǎo)致太陽通過日冕物質(zhì)拋射向太空噴射出大量的等離子體？太陽耀斑是可以預(yù)測的嗎？這些主要的謎團(tuán)最終有可能通過對日全食的研究得到答案。

對于業(yè)余天文學(xué)家和日食追蹤者來說，日食也是一個(gè)非常誘人的拍攝目標(biāo)。幸運(yùn)的是，如果你有合適的攝影設(shè)備并能夠正確使用它，攝影日食是一件很容易的事情。

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美麗的環(huán)形日食

當(dāng)然并非每次日食都是日全食。有時(shí)候月亮太“小”無法覆蓋整個(gè)太陽的圓盤。月亮的大小是由月球繞地球的軌道決定的，它的軌道不是完全圓的，而是橢圓形的。當(dāng)月球繞地球運(yùn)行時(shí)，地月距離在22.1萬英里到25.2萬英里之間變化。這13%的地月距離變化使得月球在我們天空中呈現(xiàn)的大小并不相同。

當(dāng)月球在其軌道的近地端時(shí)，月球看起來比太陽大。如果此時(shí)發(fā)生了日全食，那么它將完全遮擋住太陽。如果月食發(fā)生時(shí)月球在其軌道的遠(yuǎn)地端，月球看起來就會(huì)比太陽還小，因此就不能完全覆蓋它。

如果從太空往下看，我們會(huì)看到月球的本影不夠長，無法到達(dá)地球。相反，半影會(huì)投射到地球上。半影的軌跡稱為環(huán)食帶，如果你恰好處在這條軌跡上，你就會(huì)看到光環(huán)圍繞月亮的日食景象。日環(huán)食最長可以持續(xù)12分鐘時(shí)間，但通常只有這個(gè)時(shí)間的一半。

古怪的“混合型”日食

還有一種類型的日食值得一提，因?yàn)樗娴暮芷婀?。在某些特殊的情況下，日全食與日環(huán)食有可能在日食路徑的不同部分彼此轉(zhuǎn)變。當(dāng)?shù)厍虻膹澢砻鎸⑷帐陈窂缴系牟煌攸c(diǎn)分別帶入月球的本影和半影中時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種情況。上兩次混合型日食分別發(fā)生在2005年和2013年。

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日全食的五個(gè)階段

第一個(gè)階段，日偏食開始出現(xiàn)。月球開始出現(xiàn)在太陽的圓盤上，此時(shí)的太陽看起來好像被咬了一口。

第二個(gè)階段，日全食開始。太陽的整個(gè)圓盤被月球覆蓋，在月球本影路徑上的觀測者可以在全食開始之前看到貝利珠和鉆石環(huán)效應(yīng)。

第三階段，全食和最大食分。月球此時(shí)完全覆蓋了太陽的圓盤，只有太陽的日冕是可見的。這是日全食最引人注目的階段。在這個(gè)時(shí)候，天空會(huì)變暗、氣溫會(huì)下降、鳥類和動(dòng)物通常會(huì)安靜下來。全食時(shí)間的中點(diǎn)稱為最大食分。在月球本影路徑上的觀測者可以在全食結(jié)束后看到貝利珠和鉆石環(huán)效應(yīng)。

第四階段，日全食開始結(jié)束。月亮開始移動(dòng)，太陽開始逐漸出現(xiàn)在天空。

第五階段，日偏食結(jié)束。月亮與太陽盤重疊的部分消失，太陽完整的出現(xiàn)在天空。

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日全食的這些獨(dú)特景象不容錯(cuò)過

1、陰影帶：在日全食前1分鐘左右，可以看到地面和墻壁上出現(xiàn)明暗交替的移動(dòng)波浪線。這些陰影帶是最后一縷陽光經(jīng)過地球大氣湍流折射產(chǎn)生的結(jié)果。

2、鉆石環(huán)效應(yīng)：日冕（太陽的外層大氣）在日全食前后約10到15秒是可見的，再加上來自太陽的光輝，就產(chǎn)生了一種美麗的鉆石環(huán)效果

3、日冕：隨著鉆石環(huán)的褪色，日冕將變得更加突出，就像環(huán)繞著月亮輪廓的微弱光環(huán)一樣清晰可見。日冕是太陽的最外層大氣層，它的溫度大約是太陽表面溫度的200到300倍。日冕的最高溫度可以達(dá)到100多萬攝氏度。

4、貝利珠：日全食前大約5秒會(huì)出現(xiàn)貝利珠。它們是位于月球邊緣的珠狀小光點(diǎn)。它們的形成是因?yàn)樵虑虮砻娴纳矫}和山谷的縫隙露出了一部分陽光。

5、太陽的色球?qū)樱荷驅(qū)邮翘柎髿鈱拥妮^低一層，它會(huì)發(fā)出一種紅色的輝光，只有在全食開始幾秒鐘后才能看到。

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現(xiàn)場欣賞機(jī)不可失，但保護(hù)眼睛不容忽視

我們都知道直視太陽會(huì)對眼睛造成傷害，但是觀賞光線已經(jīng)被月亮擋住的日全食也不行嗎？當(dāng)然不行！我們接下來了解下其中的原因。

小時(shí)候的自然課你可能使用放大鏡和太陽點(diǎn)燃過火柴，當(dāng)然其中借助的是透鏡的聚焦原理。我們的眼睛里有一個(gè)晶狀體，如果你盯著太陽看，晶狀體會(huì)把陽光聚焦到你的視網(wǎng)膜，并且造成傷害。如果光線太強(qiáng)，甚至?xí)⑺酪暰W(wǎng)膜上的細(xì)胞。

有人覺得日全食的時(shí)間只有很短暫的一會(huì)，因此不會(huì)造成傷害。事實(shí)上，當(dāng)你感覺到眼睛疼痛的時(shí)候，你的視網(wǎng)膜已經(jīng)受到損傷了。無論是直接觀察太陽圓盤還是通過照相機(jī)取景器，或者使用雙筒望遠(yuǎn)鏡，即使太陽只剩下一彎薄薄的月牙形或只有貝利珠存在，也會(huì)給你造成永久性的眼睛損傷。

即使太陽表面只有1%可見，其亮度約為滿月的1萬倍。在這種情況下盯著太陽就像用放大鏡把陽光聚焦到火柴上。人類的視網(wǎng)膜是脆弱而且不可替代的，視網(wǎng)膜損傷，醫(yī)生們根本是無法幫助你的。除非你有足夠的保護(hù)措施，否則千萬不要在日食的整個(gè)階段之外直視太陽。

想要觀測日全食，可以選用以下幾種方法。一是使用針孔投影法，但是千萬不要透過針孔直接觀察太陽。二是選取一種特殊設(shè)計(jì)的太陽濾鏡。三，你也可以直接使用電焊工的護(hù)目鏡。四，可以使用大家小時(shí)候常見的黑白底片，當(dāng)然現(xiàn)在很少見了。五，就是配備了濾波器的攝像機(jī)和望遠(yuǎn)鏡，但是這個(gè)選擇通常比較昂貴。另外，記住千萬不要用太陽眼鏡，因?yàn)樗鼈冊谶@種情況下很難保護(hù)你的眼睛。

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日食期間，除了人類它們也受影響

早在16世紀(jì)就有研究記錄了日食是如何影響動(dòng)物的。1544年的日全食期間，人們發(fā)現(xiàn)鳥類會(huì)停止歌唱。1932年的日食期間，新英格蘭北部的人們發(fā)現(xiàn)蟋蟀停止了鳴叫，青蛙開始呱呱亂叫。在20世紀(jì)60年代和70年代，科學(xué)家們曾報(bào)告稱，海洋中微小的對光敏感的甲殼類動(dòng)物和浮游動(dòng)物在日食期間會(huì)游到海面，類似于它們在夜間的反應(yīng)。

2017年8月21日，美國密蘇里大學(xué)專門對蜜蜂在日全食期間的反應(yīng)進(jìn)行了研究。研究人員在日食的路徑上設(shè)立了監(jiān)測點(diǎn)來監(jiān)聽這些昆蟲的行為。他們發(fā)現(xiàn)，日全食期間蜜蜂完全停止飛行。當(dāng)月亮完全遮擋住太陽，所有的一切都變暗時(shí)，蜜蜂會(huì)完全停止飛行并且保持沉默。安放在花叢中的麥克風(fēng)一點(diǎn)聲音都沒有。當(dāng)然它們的這些異常行為還有待科學(xué)家們探索。

關(guān)于日食的神秘傳說

當(dāng)日食發(fā)生時(shí)，地球陷入黑暗，人們就會(huì)產(chǎn)生各種各樣的猜想和恐懼。因此，關(guān)于日食就有了許多不同的傳說和迷信。在中國有著天狗食日的傳說，人們?yōu)榱藝樧咛旃罚鶗?huì)跑到外面敲鑼打鼓、燃放鞭炮，希望嚇唬天狗讓它吐出太陽來。而古代君王甚至把日食視作上天的一種警示，認(rèn)為沒有日食發(fā)生才會(huì)天下太平。

當(dāng)然老外也不能幸免，有人認(rèn)為是惡魔吞噬了太陽，也有人認(rèn)為神靈拋棄了他們。比如說，瑪雅人認(rèn)為日食是一條巨蛇吞噬了太陽，匈牙利人認(rèn)為太陽是被一只巨大的食日鳥吃掉了，西伯利亞人則認(rèn)為是一只巨熊惹的禍。日食期間阿茲特克人也會(huì)爆發(fā)混亂，并且開始拿那些膚色最淺的人進(jìn)行祭祀。所有的傳說和儀式似乎都是為了賦予人們足夠的勇氣來面對這一神秘現(xiàn)象。

此外，許多文明都相信日蝕會(huì)影響懷孕，導(dǎo)致孕婦流產(chǎn)，并且生下身體畸形的嬰兒，甚至這些嬰兒會(huì)變成食肉的野獸。對于現(xiàn)代人來說，這些想法可能聽起來有點(diǎn)極端，但在世界上許多地方，源自神話的一些儀式仍然存在。當(dāng)然，這只是在缺乏科學(xué)解釋的情況下，人類對這種自然現(xiàn)象產(chǎn)生了一種迷信。

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日全食給歷史帶來的影響

日食曾經(jīng)充當(dāng)了一次和平使者。在公元前585年的春天，呂底亞人和米底亞人的兩只軍隊(duì)正在爭奪現(xiàn)在的土耳其那片土地，一場日全食阻止了他們之間的爭斗。當(dāng)日全食促使兩個(gè)族群開始和平相處時(shí)，他們已經(jīng)戰(zhàn)斗了10多年。根據(jù)古希臘歷史學(xué)家希羅多德的記載，敵對雙方把日食理解為結(jié)束戰(zhàn)爭的預(yù)兆，而且他們立刻就這么做了。

日全食幫助愛因斯坦功成名就。1919年的一次日全食讓美國人有機(jī)會(huì)檢驗(yàn)愛因斯坦的廣義相對論。1919年5月29日，當(dāng)科學(xué)家們在非洲西海岸觀看了日全食，他們借機(jī)測量了太陽附近的行星位置，并且計(jì)算了太陽質(zhì)量導(dǎo)致的時(shí)空扭曲。這次觀測證明了愛因斯坦廣義相對論的正確,并使愛因斯坦成為一個(gè)家喻戶曉的名人。

日全食促使美國和英國建立了合作同盟。1937年，隨著第二次世界大戰(zhàn)的臨近，太平洋上的一個(gè)偏遠(yuǎn)島嶼——坎頓島成為研究人員觀測日食最有價(jià)值的地方。美國海軍探險(xiǎn)隊(duì)和英國探險(xiǎn)隊(duì)共同駐扎在坎頓島上。為了更好的觀測1937年6月8日的日食并收集數(shù)據(jù)，美國人和英國人通過一場友好競賽來爭奪最有利的位置。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于該島靠近日本，兩國建立同盟將這里作為共同的補(bǔ)給基地。

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日食發(fā)生的頻率和未來的日食

從公元前2000年到公元3000年，長達(dá)5千年的時(shí)間里，地球總計(jì)遭遇了11898次日食。其中日偏食發(fā)生了4200次，占比35.3%；日環(huán)食發(fā)生了3956次，占比33.2%；日全食發(fā)生了3173次，占比26.7%；混合型日食發(fā)生了569次，占比4.8%。

這相當(dāng)于平均每年發(fā)生2.4次日食。事實(shí)上，一年中發(fā)生日食的次數(shù)可能是2到5次不等。幾乎有四分之三的年份是一年發(fā)生了兩次日食。此外一年內(nèi)發(fā)生5次日食的幾率是相當(dāng)罕見的，上一次是在1935年，下一次將是2206年。雖然在一年內(nèi)有可能發(fā)生兩次日全食，但這種情況是相當(dāng)罕見。發(fā)生兩次日全食的年份包括了1712年、1889年、2057年和2252年，彼此之間都相隔一百多年。

錯(cuò)過這一次，我們還可以等下一次，由于地理位置等諸多原因，許多人可能都無法親臨現(xiàn)場觀賞這一天文學(xué)奇觀。不必懊惱，我們可以等待下一次機(jī)會(huì)。這么壯觀的天文學(xué)景象，有機(jī)會(huì)的話還是親身體驗(yàn)一次吧?。ㄟ^客 網(wǎng)易科技《知否》欄目組）