日食(日全食、日偏食、日环食、爱因斯坦广义相对论的验证、对地球来说独一无二的巧合)
一、【日全食&天空景象的描写】太阳瞬间变成了一朵令人敬畏的天空之花——月球黑色的圆面被日冕所包围。在黑色圆盘的边缘,肉眼可以清晰地看到6条日珥,如同由火焰组成的手指。在强磁场的推动下,这些由高温氢组成的火焰状气体会不断地从太阳表面冒出。(日全食期间的日珥才是最壮观的。)
通过望远镜,我可以看到日珥的细微结构,其中一条完全脱离了日面,就像一团悬挂着的火球。从它的视大小判断,它必定比地球还要大数倍。
而令人印象最深刻的是包围着被食太阳的日冕中各种精致的色彩和复杂的细节,从太阳近处绚丽的粉橙色到远处的淡黄色、粉色和蓝色。
太阳的磁场把日冕拧成了羽毛状的弧形和旋涡形,几乎从太阳表面的所有地方涌现出来。月亮黑色的圆面看上去就像是天空中的一个洞,被一个诡异的光环围绕着,边缘还跳动着粉色的火舌。
在日全食期问,曙光和暮光就像是同时出现了——地平线附近的各个方向都有微光,而高空则呈黑色。
2006年3月28日的日全食中太阳的珍珠色 日晃,这幅图由几十张曝光时问不同的照片合成。【钻石环效应】在日全食的最后几秒里,太阳的一丝光线会穿过月球圆面边缘的山脉,产生钻石环效应。它持续的时间只有几秒,从一个星点发展成一道耀眼的光芒。随着更多的阳光从月球边缘的山脊间穿过,贝利珠就会出现。之后太阳就会因为过亮而无法直接观看,需要使用电焊片滤光。
这张日全食照片拍摄于1998年2月26日,由127 毫米(5 英寸)复消色差折射式望远镜在未经滤光的情况下拍摄。在太阳完全被月亮挡住前(以及在日全食结束后 ),会出现钻石环效应,它只能持续几秒,由于少量阳光从月面边缘的山脉和环形山的缝隙透射过来所造成。日珥为火焰状,在肉眼中呈粉红色,最大的可以超过地球,蔚为壮观。
【日全食出现的时间】平均来说,地球上一个特定的地点每360年才会出现一次日全食。
如果地球、月球和太阳严格地排列在一条直线上,月球能在地球上投下影子,就会发生日全食,几乎每年都有一次。
但对那些想亲眼目睹日全食的人来说,问题在于月亮的影子太小了。当月亮的影子抵达地球的时候,它通常的宽度不会超过 200千米,只有在这个影子里才能看见日全食,其持续的时间从几秒到7分钟不等。
观看日全食的关键在于你必领处于月亮的影子中,再怎么靠近也没用。就算只有微量的日光从月面边缘透射过来,也会使得壮观的日冕完全不可见。
二、【日偏食】日全食出现时你必须处于月亮的影子中,在阴影其他更大的区城中,我们可以看到日偏食。它更为常见,但根本无法和日全食相提并论。在大多数日偏食期间,阳光的减弱很少会被注意到。通过合适的滤光片观测,太阳看起米像是缺了一块,就像被咬了一口的饼干。
在日全食期间,俄罗斯“和平"号空间站上的宇航员用手持照相机拍下了月球的影子。三、【日食观测的时机——为什么日食不在每个月月球位于地球和太阳之间的朔日都发生呢?】月球的轨道相对于黄道略微倾斜(大约5°),这意味着除了太阳和月亮视轨迹相交的时候外,其他任何时候月亮要么在太阳的上方、要么在其下方,从地球上看并不会遮住太阳,因此也就不会发生日食。同样的几何原理也适用于月食。
四、【爱因斯坦广义相对论的验证】爱因斯坦的广义相对论预言光线在强引力场中会弯曲,1919年,人们通过观测被食太阳附近的恒星证实了这 理论。平日里因为明亮的阳光而不可见的恒星在日食期问显露出来,关于其位置的照片表明,它们的光线的确发生了偏移、正如爱因斯坦预言的那样。
五、【日全食是对地球而言独一无二的巧合】对地球来说,具全食是迪二无的。因为太阳的直径是月球的 400 倍,而太阳又比月球远了 400 倍,因此它们看上去几乎一样大。在太阳系中,没有其他地方拥有这么特殊的组合。从火星表面看,它的卫星太小而无法遮住太阳圆面。而木星和士星的卫星中又没有一颗具有和太阳一样的视大小一一要么大得多,要么小得多。而且木星和士星到太阳的距离比地球分别远了5倍和10倍,任何食的效应都会因此大幅减弱。
在过去的30亿~ 40亿年里,月球到地球的距离在逐逝增加。大约2亿年后,日全食就不会再发生了,因为届时月亮就离地球太远了。日全食会随之变成日环食。现在我们正在享受这个难以置信的宇宙巧合所带来的最佳效果。
六、【日环食】大约2亿年后,日全食就不会再发生了,因为届时月亮就离地球太远了。日全食会随之变成日环食。这意味着有一小部分太阳会从月面的边缘露出来,使得目前我们所能看到的壮观景象荡然无存。
不过现在也有日环食的现象。
在一次日环食中,月亮太过遥远而无法完全遮住太阳。
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