4月20日,在澳大利亚西北部观测到一场日全环食,为全球天文爱好者带来了一场日食盛宴。与常规天文现象日全食、日环食有所不同,这次两种食象在日食带不同的地区分别上演,是因为日食发生时月球与太阳的视直径非常接近。由于地球是个曲面,在日食带两端与月球距离较远,月面稍小于太阳,所以呈现环食,而中间则略大于太阳,从而形成全食。据统计,本世纪将发生224次日食,但日全环食仅有7次。
在日偏食、日环食、日全食这几种天文现象中,日全食充满神秘色彩,在许多影视作品中起到独特的烘托气氛作用。
电影《红高粱》是导演张艺谋的处女座,一经问世便成为中国电影走向世界的一个里程碑。影片讲述穷人家包办婚姻,将闺女“九儿”强嫁给酒坊老板——一个50多岁的麻风病人。抗日战争爆发后,此时的“九儿”已另谋心上人并成为酒坊女主人,带领全家人和酒坊工人与日本侵略者展开英勇无畏的斗争。影片结尾,“九儿”的心上人和孩子站在战友的血泊中,一轮夕阳将战场上的硝烟和郁郁葱葱的高粱染成了金色。此时,突然出现的日全食将夕阳遮蔽,短暂的黑夜来临。而当光明再次重现,一切被染成如高粱酒、如火焰、如鲜血一样的红色。此情此景寓意着野蛮的侵略者就如同日全食一样,只会造成短暂的黑夜,红色的光明很快就会来临。
影片利用日全食这一天文现象,营造出浪漫瑰丽的电影画面。对尚未开化的中国古人来说,日食往往被视为上天的指示、神鬼的活动。在民间,百姓将日食比作天狗吃日,通过敲锣打鼓、燃放鞭炮来驱散天狗。
太阳的直径比月球大约400倍,而它们与地球的距离之比也恰巧约400倍,这才使得我们在地球上看到的太阳和月亮几乎是一样大的。日食这种天文现象也因此变得极为丰富多彩。每当地球、月球和太阳恰好或几乎成一条直线时,月球遮挡住太阳,在月球阴影经过的地方,就会形成日食。每年全球大约会有2-5次日食发生,但能看到日食的地方只有月球阴影扫过的区域。
日食一般分为日偏食、日环食和日全食三种。日偏食出现时,我们可以看到逆光的黑色月球部分遮挡住太阳。日环食也十分精彩,在天空中会留下一个耀眼的金色圆环。但最震撼的,非日全食莫属。当月球将太阳完全遮蔽的时候,白昼会瞬间变为黑夜,繁星也会猛然出现在天空中,你还能看到平时无法观测到的一轮玫瑰色光圈,这是太阳的色球层;还有银色飘逸的日冕层,以及火焰般摇曳的日珥;当然还有日全食即将开始或刚刚结束时,阳光穿过月面山口所形成的如钻石般耀眼的“贝利珠”。
要想观测美丽的日食奇观,绝不能用肉眼直视太阳,那样会对视力造成伤害。西汉学者京房就通过水盆观看倒影的方式,避免直接接触太阳光;后来人们又改用油来进一步减少日光的刺激;元代天文学家郭守敬发明了仰仪,可以安全且精确地观测太阳。
现在记录和观测日食的手段则更加丰富,相机、望远镜都是很好的工具,但我们必须给相机和望远镜带上巴德膜,以避免强烈的阳光损坏设备和灼伤眼睛,或使用更专业的赫歇尔棱镜、日珥镜等。需要说的是,日常使用的墨镜无法抵挡太阳强光,必须要用专业的太阳观测眼镜来保护我们的双眼。当然,我们还可以效仿古人用滴了墨汁的水盆,或者通过小孔成像来观测。
观测日食,尤其日全食是一种极为难得的体验,能够观测的地点也十分有限。最近两场在中国境内的日全食将会在2034年3月20日和2035年9月2日来临。
你做好迎接奇观到来的准备了吗?
(作者:赵然子 中国科技馆影院管理部工程师,北京天文学会会员)
(本期编辑:李竞萌,赵铮)
(本文转载自:《科普时报》2023-4-28(第2版)“媒眼看世界”栏目)