关于日食,你了解有多少

什么是日食?

日食是月球经过太阳和地球之间时发生的一种自然现象。当月球完全挡住太阳,月球的阴影落在地球表面的一部分时,就会发生这种现象。

关于日食,你了解有多少

日食有三种类型:日全食、日偏食和日环食。在日全食期间,观测者可以看到白天的黄昏,因为月球的圆盘挡住了100%的太阳。在日偏食期间,月亮并没有完全覆盖太阳,你可能不会注意到光线强度的变化。当日偏食接近日全食时,你可能只会注意到细微的差别。最后,日环食可以在月球的远地点观测到,也就是月球在其椭圆轨道内距离地球最远的地方。这导致月球周围可见一个光环,或称环面,有时被称为“火环”。

下一次日食

下一次日食将是2022年4月30日的日偏食。这将是2022年两次日偏食中的第一次;第二次是25日。我们要到2023年才能看到另一次日全食。

日食的类型

日食有四种类型:日全食、日环食、日偏食和混合日食。

关于日食,你了解有多少

日全食是大自然的一个愉快的意外。太阳的直径为139万公里,是我们这颗小卫星直径的400倍,而我们这颗小卫星的直径只有3400公里。但月亮也是接近400倍地球比太阳,因此,当轨道平面相交距离对齐良好,新月有可能完全盖住太阳盘。地球上某地平均每18个月就会发生一次日全食。

实际上有两种阴影:本影是所有阳光被遮挡的阴影部分。本影呈细长的黑色圆锥体形状。它被半影所包围,半影是一种较浅的漏斗形阴影,阳光被部分遮蔽。

在日全食期间,月球将其本影投射到地球表面;这个阴影可以在几个小时内扫过地球三分之一的距离。那些足够幸运的人被放置在本影的直接路径上,将看到太阳的圆盘缩小成一个新月形,因为月亮的黑色阴影穿过景观向他们冲来。

在短暂的日全食期间,当太阳被完全覆盖时,美丽的日冕——太阳稀薄的外层大气——就显现出来了。日全食可能持续7分钟,尽管大多数日全食通常要短得多。

关于日食,你了解有多少

日偏食发生在只有半影(偏影)经过你的时候。在这种情况下,在日食期间,太阳的一部分始终保持在视野中。太阳的剩余部分取决于具体的环境。

通常,半影只是在两极地区显现; 在这种情况下,远离两极但仍在半影带内的地方,可能只能看到被月亮隐藏的太阳的一个小扇贝。在另一种情况下,那些位于日全食路径几千英里范围内的人将会看到日偏食。

你离全食的路径越近,太阳的遮蔽就越大。例如,如果你刚好处于日全食的路径之外,你会看到太阳逐渐变成一个狭窄的月牙,然后随着阴影的经过,太阳又变圆了。

关于日食,你了解有多少

日环食,虽然是罕见而惊人的景象,但与全食有很大的不同。天空会变暗……;这是一种奇怪的“假暮光”,因为还有那么多的太阳。日环食是日偏食的一个亚种,不是日全食。日环食的最长持续时间是12分30秒。

然而,日环食与日全食的相似之处在于,月亮似乎从太阳的中心经过。不同的是,月球太小,无法完全覆盖太阳的圆盘。因为月球绕地球运行的轨道是椭圆形的。但月球本影的暗锥可以延伸不超过235700英里;这比月球到地球的平均距离还短。

所以如果月球距离地球更远,本影的尖端就不会到达地球。在这样的月食期间,从理论上讲,是本影的延续,它到达地面,任何处于本影内的人都可以越过本影的任何一边往上看,看到一个环,或“火环”围绕着月亮。一个很好的类比就是把一分钱放在五分钱上面,一分钱代表月亮,五分钱代表太阳。

混合日食,也被称为环食-日全食,是最罕见的类型。当日食从日环食转变为日全食时,混合日食就会发生,或者在日食的路径上,日环食转变为日全食。

古代史上的日食

据我们所知,最早的日食记录发生在4000多年前。在我国,人们认为太阳逐渐被遮住是由一条试图吞噬太阳的天狗引起的,宫廷天文学家的职责就是射箭、击鼓和制造各种刺耳的声音来吓跑这条天沟。

中国古代典籍《书经》记载了两位宫廷天文学家,在日食开始前喝得酩酊大醉,全然不知日食的发生。结果,夏朝的第四任皇帝钟康下令砍了溪和何二人的头。这次日食发生在公元前2134年的10月22日。

在《圣经》的《阿摩司书》8:9中有这样的话:“我要使太阳在中午落下,在晴朗的日子使地球变暗。”圣经学者认为,这是指公元前763年6月15日在古代亚述的尼尼微观测到的著名日食。一块亚述人的石碑也证实了这一事件。

一次日食甚至阻止了一场战争。

根据历史学家希罗多德的记载,吕底亚人和米底亚人之间爆发了一场为期五年的战争。当战争进入第六个年头时,一位希腊圣人,米利都的泰勒斯(Thales of Miletus)向伊奥尼亚人预言,白天很快就会变成黑夜。公元前603年5月17日,太阳就像泰利斯所说的那样消失了。因此,战士们认为这是上天的信号,便就此休战,并通过联姻巩固了这一协议,因为正如希罗多德所写的那样:“没有牢固的纽带,人类的契约就没有什么安全可言。”

胆小巴伐利亚皇帝路易,查理曼大帝的儿子,给“吓得要死”这个词赋予了新的含义,他在公元840年5月5日目睹了异常漫长的日全食,持续了超过5分钟。但是,太阳刚开始出现在视野中,路易斯就被刚才看到的景象惊呆了,吓得要死。

日食的现代研究

天文学家通过研究日食已经了解了很多,到18世纪,观测日食被认为是提供了真正宝贵的天文信息,尽管有时获得这些信息并不容易。

1780年10月27日,哈佛大学教授塞缪尔·威廉姆斯(Samuel Williams)带领一支探险队前往缅因州的佩诺布斯科特湾(Penobscot Bay)观测日全食。事实证明,这次日食发生在独立战争期间,佩诺布斯科特湾位于敌后。幸运的是,英国人允许探险队安全通过,理由是科学的利益高于政治分歧。

但最后,一切都白费了。

威廉姆斯显然犯了一个至关重要的错误在他的计算和无意中在Islesboro定位他的人——城外的道路整体——可能发现这带着一颗沉重的心当阳光的缩小新月滑月球完全在黑暗的边缘,然后开始变厚!

在日全食期间,一些红宝石色的斑点似乎徘徊在月球黑色的圆盘上。这些就是日珥,即从太阳表面升起的炽热氢气舌。在1868年8月18日的日全食期间,法国天文学家皮埃尔·杨森(Pierre Janssen)将分光镜对准日月,发现了一种新的化学元素。两位英国天文学家j·诺曼·洛克耶(J. Norman Lockyer)和爱德华·弗兰克兰(Edward Frankland)后来根据希腊的太阳神(helios,太阳)将其命名为“氦”。这种气体直到1895年才在地球上被发现。

由于日全食期间阳光被遮挡,一些较亮的恒星和行星可以在黑暗的天空中观测到。在这样的条件下,天文学家能够测试爱因斯坦现在著名的广义相对论的部分内容。该理论预测,太阳以外的恒星发出的光在经过太阳时,会以某种方式从一条直线上弯曲。研究人员将1919年5月29日日全食期间拍摄到的太阳边缘附近的恒星位置与夜间拍摄到的天空同一区域的照片进行了比较;结果有力地支持了爱因斯坦的理论。

我们的现代技术允许天文学家进行大部分的观测,而这些观测曾经必须等到日食发生,而日全食将永远是最令人印象深刻的自然奇观之一。

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投稿时间:2022-01-20  最后更新:2022-05-06

标签:日食   日环食   半影   本影   日全食   日偏食   天文学家   月亮   月球   太阳

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