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日全食为何极其罕见?其他行星能看日食吗?

 世界历史网 2022-11-09 发表于上海

日食,又称日蚀,是一种天文现象,只在月球运行至太阳与地球之间时发生。这时,对地球上的部分地区来说,月球位于太阳前方,因此来自太阳的部分或全部光线被挡住,看起来好像是太阳的一部分或全部消失了。日食只在朔,即月球与太阳呈现合的状态时发生。

图解:美国内华达州金字塔湖南岸的日环食,位于环食带中心线上

日食分为四种,包括日全食、日环食、日偏食和全环食,其中较罕见的是全环食,只发生在地球表面与月球本影尖端非常接近的情形下,这时不同地区会出现日偏食、日全食和日环食三种不同的日食。日全食经常吸引许多游客和天文爱好者特地到海外去观赏日全食。

图解:日全食时太阳的表面被月亮完全遮挡。

日食虽然少有,但十分壮观。如果你刚好在合适的地方和时间见证了一次日全食,就能领略到它的神奇。

在这篇文章中,我们将要领略日全食的全过程,以及如何安全的观赏这一盛况。

什么是日全食?

图解:日全食过程中太阳、月亮和地球的位置。本影和半影是月亮的阴影区域。

当月亮刚好与地球和太阳在一条直线上时,日全食就发生了。月亮的阴影拂过地球表面,从地球上看去太阳的光线被完全遮挡。

因为月亮是成特定角度绕地球旋转的,这个角度大概相对地日平面为5度角,所以月亮一年只有两次会穿过地球的轨道平面。这些时候被称为食季,是唯一可能发生食的时间。食的发生要求食季中的一个正确的月相,其中日食要求必须是新月。这就使得日食相对很罕见。

图解:2008年8月1日日食过程,拍摄于俄罗斯新西伯利亚,拍摄时间间隔为三分钟

日食的类型

图解:1001年至2000年的日全食路径,显示地球各处都可以(有机会)看见日全食。这张图是由50张NASA的日食路径图合并而成的。-照片由NASA提供

月亮的阴影包含两个部分:中间区域(本影)和外围区域(半影)。根据所覆盖阴影不同,你可能会看到三种类型的日食:

日全食 - 太阳的整个中心区域都被遮挡。太阳比月球宽400倍,但离地球也是400倍远,当太阳、月球和地球并列在一起,月球的阴影宽度就刚好可以遮挡整个太阳。发生日全食的地方会在几秒到几分钟内,天空变得像夜晚般黑暗。

日偏食 - 太阳的表面被遮挡。

日环食 - 仅能从日轮中看到一束小的环状银色光芒。当月球离地球较远时,它看起来会“变小”,不能完全覆盖太阳圆盘,太阳没被月亮挡住的部分呈现环形,称为日环食。日环食最长可持续十多分钟,但通常也不会超过5或6分钟。

图解:A 本影区出现日全食。 B 伪本影区出现日环食。 C 半影区出现日偏食

假如你恰好被月亮的本影覆盖,那么太阳的整个中心区域都会被遮住。你将会看到一场日全食,而天空会如黑夜一般暗淡。在日全食期间,你可以看到太阳的外层大气,称作日冕。事实上,这是你唯一可见到日冕的机会,这也是缘何天文学家在日全食时会十分激动。很多天文学家会为此环球追逐日食。

假如你被月亮的本影覆盖,那么太阳只有表面部分会被遮住。你将会看到一场日偏食,而天空会略微变暗,其程度取决于日轮被遮挡的程度。

有些时候,月亮在离我们很远的轨道中,本影完全无法到达地球。这种情况下无法发生全食,你只能见到日环食。在日环食期间,仅能从日轮中看到一束小的环状银色光芒。

如何观察日食

永远不要直视太阳——这会损伤你的眼睛。观察太阳最好的方法是投影出太阳的图像。下面介绍一种透射太阳图像的好办法:

  1. 1、准备两块硬纸板(纸盒盖,纸片的背面)。

  2. 2、用大头针或铅笔尖在一张纸的中间戳一个小孔(孔不能大于针或笔尖)。

  3. 3、把两片纸都放在手中。

  4. 4、背对太阳站立

  5. 5、一只手拿着有针孔的纸;并把另一张纸(屏幕)放在它后面。

  6. 6、阳光穿过针孔,在屏幕上形成图像。

  7. 7、调整两张纸的距离,以改变图像的焦点和大小。

历史上最著名的几次日食,更是和人类的发展密不可分,有的甚至改变了人类的历史:

1、亚述日食:在公元前763年,亚述帝国占领了现在的伊拉克,太阳完全黯然失色了5分钟。该时期的早期记录提到日本在同一段落中的一次叛乱,在阿苏尔市,现在被称为伊拉克的Qal'at Sherqat,暗示古代人在他们的脑海中将两者联系起来。

2、耶稣被钉十字架:基督教福音书说,在耶稣被钉十字架之后,天空已经暗了几个小时,历史学家认为这是一个奇迹,也可能是黑暗时代的预兆。后来的历史学家利用天文学来确定基于这次日蚀的基督的死亡。一些历史学家将被钉十字架与公元29年发生的持续1分59秒的日全食相结合;其他人说第二次全食,在公元33年阻挡太阳4分6秒,标志着耶稣的死亡。

3、穆罕默德的诞生:古兰经提到了穆罕默德诞生之前的日食。历史学家后来将这与日全食相联系,在公元569年持续了3分17秒。在穆罕默德的儿子易卜拉欣去世后,太阳也消失了1分40秒。但世界上第一批穆斯林并不相信日食是上帝的标志。相反,根据被称为圣训的伊斯兰文本,穆罕默德宣称“太阳和月亮不会因任何人的死亡或生命而遭受日蚀”。

4、亨利国王的日食:当征服者威廉的儿子英格兰国王亨利一世在公元1133年去世时,事件恰逢持续4分38秒的日全食。在“Historia Novella”的手稿中,马姆斯伯里的威廉回忆说,“可怕的黑暗”激动了人们的心灵。在死后,争夺王位的斗争使王国陷入混乱和内战。

5、爱因斯坦的日食:虽然古人认为日食是上帝伟大行为的象征,但物理学家认为1919年的日食是科学的胜利。在1919年的史诗日食中,太阳消失了6分51秒,科学家们测量了太阳在太阳附近经过的光线弯曲。这一发现证实了爱因斯坦的广义相对论,它将引力描述为时空的扭曲。

日全食为何极其罕见?

当月球围绕地球旋转时,它正好走在太阳前面,阻挡了直射地球的阳光,从而形成日食。可以合理地说,日食不应该是罕见的,但由于月球轨道与黄道的夹角超过5°(太阳似乎在繁星满天的天空中所走的路线),当月球从太阳前面经过时,通常是向上或向下。对于地球上的一个地方来说,平均需要5年左右的时间才能看到太阳被部分覆盖的“日偏食”;至于完全被太阳覆盖的“日全食”,则更为罕见。日全食平均需要250年的时间。在古代,发生日全食是一件天大的事。即使对现代人来说,日全食也是普通人向往的壮观的天文现象,科学家珍惜这一难得的天文观测和天文研究机会。

科学家预测地球将在6亿年后完全不会发生任何的日全食了!所以它不是永恒的!

日全食是一种永恒现象吗?

行星、卫星还有太阳排比如同时排列在同一平面上,这时卫星会在行星和太阳中间,当卫星完全阻挡住太阳的阳光时,就会发生日全食。科学观察发现月球正慢慢地离开地球。可以这样说,这时从地球上看到的月亮的体积将会逐渐的缩小。

因此呢,在遥远的将来,月球将不足以完全覆盖太阳,因此它不会产生日全食,而是日环食。科学家推测地球在几亿年以后将不会看到日全食!

破解日冕高温之谜

太阳表面的温度约为数千摄氏度,而日冕(太阳大气的最外层)的温度可达数百万摄氏度。为什么距离太阳内部核心越远,温度会越高呢?为什么内外温差这么大?日冕高温之谜多年来一直困扰着科学界。一些科学家推测,谜团可能在于太阳表面的热等离子体喷发。

日全食这种珍贵的天文现象是观测日冕的最好机会。在最近整个美国的日全食期间。美国宇航局的天文学家驾驶两条喷气机捕捉从日冕喷出的明亮物质的运动。

其他行星能看日食吗?

地球它并不是太阳系里唯一可以观测到日全食的星球。在其他行星上发生日全食有几个条件:首先,需要一颗卫星,不包括水星和金星;其次,卫星应该足够大,能够完全覆盖太阳的圆盘。同时,这颗行星与太阳在同一平面上。虽然火星有两颗卫星,但它们太小,无法形成日全食,也很难形成日全食。

太阳系的其他几个气态行星也都有日全食发生,这由于它们有比较大的卫星,然而,它们都是气体行星,人们不能像在地球上那样看到它们。


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