科学家们给你的10大日全食惊喜!

【博科园-科学科普】(在给你10大日全食惊喜前,我们需要来一点“开场白”~(≧≦)/~啦啦啦)2017年8月21日美国日全食热相信你已经有所耳闻并且可能通过网络直播或新闻等一览镜头下的日全食视频或照片等。有人说在1到10的范围内,日偏食是5,而日环食是9,日全食则是10,在日食期间只有最小部分地区为日全食,其他大部分不同程度的为日偏食即小于10的情况。

"黯然失色"的太阳,可见的日冕,以及围绕在月亮阴影边缘的红色色调——连同人们的狂喜,都是日全食奇观中最壮观的景象。图片版权:Joe Sexton / Jesse Angle

在全食的时候光线呈现出一种模糊而怪异的色调,就好像有人在“世界上”上放置了一个低亮度的滤镜,西边的天空越来越暗,夜幕正从错误的方向逼近。天空中出现了一个光点——金星。当太阳的光芒逐渐变小,新月越来越小…贝利珠出现了,然后消失了。

当人们摘掉了日食眼镜,经历的景象让人无法抗拒。日冕是难以形容的;天空看上去就像别的什么,任何照片都不会有真正的体验,不禁有人哭了这是一种激动的泪水。尽管我(作者)有最好的计划和准备,但两分钟的时间似乎只有30秒然后就结束了。尽管气温下降了,但给我们所有人寒冷的感觉。当太阳从月球背面重新出现时,有一种令人莫名的乐观和重生的感觉。世界还在这里,但我们从未见过、欣赏过或不知道的一切都有一种美。

在太阳系的所有行星中,地球是独一无二的:地球是唯一一个有日全食的岩态行星。就连最博学的科学家也准备好了,许多人直到8月21日才有机会看到日全食。(美国)虽然在过去的25年里日偏食甚至日环食已经发生过了,但自1991年以来美国还没有出现过一次日全食;自1979年以来美国大陆一直没有出现过这样的情况,当时西北的五个州都经历了全食;自1918年以来美国还没有发生过西部海岸到南部海岸的日食!然而2017年8月21日数以百万计的人必须经历这一过程的全部影响,无论你准备得多么充分,很多事情都很难预料。

以下是关于本文主题的10大难以置信的惊喜(因为你曾不知道,所以叫做知识或认知的或感官的惊喜):

TOP1、周围的世界逐渐变暗

在全食过程中国际空间站绕地球飞行了三圈,捕捉到了月球阴影落在地球表面的图像。图片版权:NASA / ESA / RSA

并不是一下子变黑了,在日食期间月亮的阴影落在地球上,这是在一个70英里宽的道路上。然而在这个阴影周围有这么多的太阳光线被月亮遮住了,那就是半影区域。尽管太阳本身仍然非常明亮,但它在地球上产生了一种只能在日食过程中看到的效果:一种低光的体验,不像日出或日落的红光。更确切地说一切都是静音和灰色的,就好像有人在世界上放置了一个滤光器,然而没有滤光片,只有月亮。

TOP2、日冕又大又不规则

这张照片拍摄于2017年8月21日的美国日全食。图片版权:Gene Blevins/AFP/Getty Images

日冕是位于太阳光圈上方的等离子体过热的区域,延伸超过500万公里。它被认为是不规则的,跟随太阳的磁场线,随着时间的变化,并变得极端扩散到太空。然而在你亲眼看到它之前你根本不可能理解它有多大、多么明亮、多么容易改变。你的眼睛试图把注意力集中在更细节上,但被像满月一样明亮的东西所淹没,但就像在远处的风中吹来的细细的毛一样模糊不清。经历了全食的人会发现日冕是如此之大,它似乎延伸到比太阳本身直径更远的地方,但是时间太短了都希望能看得更久一点。

TOP3、某些地方日冕变成了粉红色

在太阳的边缘附近可以看到粉红色的冠状环带出现了。图片版权:Brett Boller

当一些人看着日冕,在太阳的边缘周围有一些地方,在肉眼看来是粉红色的。不是你的眼睛在捉弄你,虽然想到人类的眼睛会敏感到能看到这种颜色!电离一个氢原子时,太阳的日冕已经足够热可以产生自由电子,当这些电子回落到氢原子核上时,它们经历了一系列的转变。最强大的光转换是一条红光,精确到656.3纳米,与发光电晕本身的白光相结合,氢谱线产生了一种粉红色的效果,太阳的等离子体在光圈附近是最强的,粉红色的效果是真实的。

TOP4、金星是可见的,但没有其他行星

在日食期间日冕是可见的,街灯出现了但同样是金星,通过这里的一个发射塔看到清晰可见。图片版权:Carol Goldsmith / WYFF News

在全食发生前一两分钟,天空没变得足够黑暗,金星肉眼可见。然而天空只比那些时候稍微暗一些,即使太阳的亮度减少了数千倍。我在只有70英里宽的阴影下天空永远不会变黑,然而金星一如既往地壮观。

TOP5、只有一颗恒星是可见的:轩辕十四

电晕,太阳旁边的轩辕十四。图片版权:Ricardo Garza-Grande

在这次日食期间(2017年8月21日)轩辕十四是最接近太阳的恒星。它是夜空中最亮的第21颗星星,但却是我在全食时唯一看到的。尽管如此它还是你可以想见的最重要的恒星,因为它离太阳的边缘很近。根据爱因斯坦广义相对论的预测,星光应该在太阳的引力作用下,稍微弯曲一点,最接近太阳的恒星会以更大的数量弯曲。如果我们有合适的设备来测量必要的精确度,单轩辕十四的观测就足以证实爱因斯坦最伟大的理论了。

TOP6、在全食过程中,地平线变成了红色

在这张照片中俄勒冈州的马德拉斯(Madras)看到的全食,不仅看到了太阳的壮观景象,也拍摄到了所有人在全食过程中的地平线。图片版权:Rob Kerr/AFP/Getty Images.

即使没有日出或日落,地平线变成了我们几乎从未见过或经历过的红色。这是几个世纪以来的光学之谜,直到20世纪70年代才被解开。通常阳光会被大气层散射,包括离我们很近的大气层,以及我们能看到的所有方向。但是当阳光不在我们附近的大气层中照射时,它就会在离地平线很远的地方坠落,它只有一个主要的选择:散射一次然后穿过大气层,进入我们的身体。第一次单一散射”的结果是略微更蓝的光,但仍然有很多红色,但是大部分蓝色的光被分散在周围世界中,剩下的就是到达我们眼睛的红光,画面不像你看到的那样,需用你的眼睛判断。

TOP7、一些幸运的俄勒冈观察者在全食时看到了一颗气象卫星

在过去的几年里这群卫星被发射在轨道上,这里显示的是行星实验室的一颗卫星,它被设计用来监视和地球表面的光学和近红外的成像。对于一些幸运的天文观测者来说一颗flock - 2卫星在全食期间是可见的。图片版权:NASA

在低地球轨道上有成千上万颗卫星,当其中一颗卫星在合适的条件下经过头顶时,它就会在黑暗的夜空下可见。然而对于那些在俄勒冈州观看日食的人来说,一个明亮的光点似乎非常接近水星的亮度。但它比水星还要亮而且移动得很快,在接下来的几秒钟里它从太阳的南面经过并向西移动,它是一个由多个任务部署在我们的世界上的flock - 2气象卫星之一。在美国各地其他一些地方也有同样的意外发现,尽管每个地点都有不同的卫星。

TOP8、气温下降的幅度超出了专家的预测

由NOAA模拟的向下的太阳辐射,用来预测日全食时对温度的影响。这张图显示了随着时间的推移太阳辐到达地球表面的情况。图片版权:NOAA / Earth Systems Research Laboratory

尽管在日食期间温度预计会下降5到12华氏度,但即使是在全食中心,许多数字温度计也讲述了一个不同的故事。在部分阶段的早期,度高达82华氏度,然后即使太阳在天空中升高,温度也开始下降。当月亮遮住太阳时太阳辐射到达地表的数量直线下降。随着时间的推移温度已经下降到65华氏度,下降了17度!即使天空中没有云,效果也很明显,并与历史上记录的一些更重要的历史记录保持一致。

TOP9、太阳在全食后重新出现的第一个部分比日冕的亮度要高几百倍

第一个“贝利珠”的重新出现,作为整体的结束也是是一个立即的信号,所有人都把日食眼镜重新戴上。图片版权:Ricardo Garza-Grande

当第一个光点再次出现在太阳的边缘的边缘时,它立即超过了整个日冕,这是所有人都需要重新戴上我们的日食眼镜的信号。太阳的日冕像满月一样明亮,但太阳的亮度要比满月亮40万倍。即使是99.9%的太阳仍然被遮挡,第一个闪烁的阳光,在全食结束后仅一秒到达,却被紫外线照亮。尽管继续看太阳的光芒是很诱人的,但代价是会影响你的视力。

TOP10、2024年的日食将比2017年的日食还要长甚至更黑

1918年、2017年和2024年的全食,注意到2024路径的额外厚度没?月亮离近地点更近,它的阴影将会更大,全食将持续超过四分钟。图片版权:Google / INEGI

如此少的恒星和行星是可见的,因为它的黑暗程度是有限的。月球的影子大小是有限的,取决于在最大日蚀时刻的相对地球-月球距离。但在2024年下一次日食将超过美国大陆,地球-月球的距离将接近于最小值。这转换成一个几乎是两倍宽的今年阴影,以及在墨西哥和德克萨斯州的许多地方超过4分钟的日食持续时间。如果你体验了2017年的日食,但想要更黑暗的天空,更长的全食,更多的星星和行星,那就把它当作2024年的热身吧。【博科园-科学科普】

怎么样?对于这十大日食的知识或认知的或感官的惊喜有木有感觉?惊不惊喜?意不意外?~(≧≦)/~啦啦啦


作者:Ethan Siegel(天体物理学家)

来自:forbes

编译:中子星

审校:博科园