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2009年11月17日 21:56

  2009年7月22日的日全食因其持续时间较长,可见范围广,吸引了无数爱好者前往观看。尽管在日全食当天,处于日全食带的长江流域大部分地区为阴雨天气,但依然有很多人带着日全食眼镜,甚至打着雨伞观看......

  日全食这一奇特的天象一时间唤起的人们对天文、太阳和月亮的好奇和兴趣。那研究日全食有什么科学意义?

  观看日全食有没有最佳观测点?

  2009年7月22日日全食带经过中国的大部分长江流域。日全食带是月亮的本影在地球扫过的一条宽约200多公里的区域。处于2009年日全食带的大城市有成都、重庆、武汉、铜陵、杭州、苏州、上海等。一些城市很早就宣布是2009年日全食最佳观测点。那么有没有最佳观测点呢?

  影响日全食观看的最重要的因素是天气。对于观看日全食的爱好者来说,只要在日全食带内,天气晴朗,就可以看到令人震撼的日全食天象,当然当时太阳还在地平线以上。至于看到日全食的时间长一两分钟,短一两分钟并不是十分重要。比如2008年8月1日的日全食,在甘肃开始的时间是下午七点十几分,由于天气晴朗,并且大气干燥,天依然挺亮,虽然日全食的时间只有不到两分钟的时间,看到的日全食还是非常令人激动的。因此除非能够提前预报日全食当时当地天气晴朗,才能说是日全食最佳观测点,否则只能结合当地的地理、人文特点,说是最有特色的日全食观测点。

  对于日食光学观测来讲,天气同样是最重要的因素。在晴天的基础上,全食持续时间稍微长一两分钟当然要好一些。这样可以增加曝光时间,观测到更弱或者范围更大的日冕像或谱线。同样也要考虑大气的透明度,比如在海拔较高的观测点观测,日晕相对较低,有利于观测到更强的日冕信号。对于闪光光谱观测来讲,只要抓住食既和生光这两个瞬间就可以了。而对于日全食的射电观测、电离层和重力观测来讲,即使刮风下雨也没有什么影响。

  日食的科学研究

  每当日全食发生,平时"埋藏"很深的日冕的真面目才显现出来。最早看到日全食的日冕像时,人们还分不清是太阳的大气还是月球的大气,后来才知道月球根本就没有大气。日冕是太阳的最外层大气,其亮度是日面中心亮度的百万分之几,平时很难观测到日冕,只有在日全食期间才能看到。上世纪三十年代,法国人里奥在观测太阳的望远镜的焦平面放置了一个圆锥形的遮挡物,挡住了来自太阳光球的光,并在后面加上光栏挡住了望远镜筒的散射光,形成了人造日食,这种仪器称为里奥日冕仪。利用日冕仪,人们可以在非日食的情况下观测日冕。但观测到日冕还不仅是在晴朗的天气,日晕的强度也要特别的低。所以日冕观测站一般都设在海拔比较高(两千多米以上)的高山处。当然日冕仪要是放在空间就更好,因为不会有大气散射光的影响。1995年底发射升空的太阳日球天文台携带了三台日冕仪,可以观测1.1到30个太阳半径范围的内冕和外冕。

  既然用地面日冕仪在非日食期间可以观测日冕,而且空间也有日冕仪24小时观测日冕,为什么还要在日全食期间进行科学观测呢?

  日冕的亮度比日面小五六个量级,即使只有很小一部分太阳光球的光露出来,就足以掩盖住日冕。这就也是贝利珠和钻石环为何十分耀眼的原因。日冕仪虽然形成了人造日食,但光球在大气的散射光以及在仪器产生的散射光使得观测日冕仍然十分困难,只有在特别晴朗而且日晕很低的天气才能观测到。空间日冕仪虽然避免的太阳的大气散射光,但仪器散射光依然存在。太阳日球天文台的观测太阳内冕的日冕仪在运行了两年多后,因出现故障而停止工作。于2006年发射的STEREO空间日冕仪只能观测到1.5个太阳半径以外的日冕。目前还没有能真正观测太阳1.5个半径以内的内冕空间日冕仪。

  日全食期间,月球在地球大气外的三十八万公里挡住了太阳。没有了太阳的大气散射光,天空变暗,日冕产生的大气散射光比光球小的多,我们就可用观测恒星的望远镜直接观测日冕。所以日全食是研究日冕的难得机会。太阳内冕的亮度与满月的亮度差不多,即使用常规的望远镜也要尽量减小仪器的散射光。日全食最长持续7分多钟,利用飞机在一万米的沿着月影在高空观测,既可以避免云层的影响,又可以延长日全食观测时间。但是月影的运动速度非常快,要求飞机的飞行速度超过音速,并且在以超音速飞行的飞机上观测的稳定性较差。法国曾利用协和飞机观测过日全食。

  日全食期间色球闪光光谱观测是最具有特色的科学观测课题。我们平时用肉眼看到的太阳是来自光球层的辐射,光球层位于太阳大气最底层,厚约400公里。太阳色球层是光球上面厚约两千公里的大气,主要有氢元素和氦元素。色球层的主要谱线有氢元素巴尔末线系的第一条谱线(称为Hα线),为玫红色,波长为6562.5埃。在食既刚开始及即将生光的时候,月面出现贝利珠的边缘外面可以看到日冕带有枚红色,或者玫红色的日珥,这就是Hα谱线色颜色(如图)。色球也因此而得名。和光球相比,色球的辐射也很弱,平时很难观测到。一般用窄带滤光器可以观测到色球单色像。太阳耀斑就是在太阳色球单色像上看到的。在食既和生光的一刹那,月面完全挡住了太阳光球,只露出色球层。这样的色球观测条件即使用空间日冕仪也很难实现。

  日冕的高分辨率的观测是日全食传统的科学研究课题。一方面是高空间分辨率。因为日冕的亮度从内冕到外冕会有三个量级的减弱。任何一个曝光时间都无法拍摄内冕和外冕都清楚的照片。早期是制作一个径向减光膜加到望远镜的光路中,但冕流的结构就无法兼顾到。近年通过图像处理可以把不同曝光时间的像合成,得到内冕和外冕都清晰的日冕像。另一方面是高时间分辨率观测。期望探测到日冕的震荡,研究日冕的加热机制。目前日冕的加热机制是太阳物理研究中的难题之一。磁流体动力学波加热日冕是其中可能的加热机制之一。但是帕克在上个世纪就证明磁流体动力学波由于全反射,只有很少一部分能穿过光球层进入日冕。目前为止通过日全食观测还没有探测到日冕亮度明显的周期震荡。因此波加热机制在观测和理论上都面临着一定的困难。

  日全食期间,月球挡住了太阳光,太阳附近的光变得很暗,是搜索水星内小行星的难得机会。水星是太阳系中最靠近太阳的一个行星,与太阳的角距离最大只有28度。和太阳基本一起从地平面升起和降落,我国古代称为辰星或昏星。从天体力学理论上预言水内小行星的存在是可行的,目前实际观测资料显示还没有找到比8等星更亮的小行星中国文秘写作网个人工作总结半年工作总结年终工作总结财务工作总结教师工作总结教学工作总结德育工作总结学校工作总结安全工作总结团委工作总结党员工作总结企业工作总结班主任工作总结党支部工作总结晚会主持词开业开幕庆典致辞新春致词婚礼主持词节日致辞晚会致辞追悼悼词领导讲话慰问贺电年度工作计划个人工作计划学校工作计划党支部工作计划团委工作计划班主任工作计划工作汇报思想汇报汇报材料心得体会学习心得培训心得工作心得个人鉴定调研报告述职报告实习报告政府报告考察报告述廉报告竞聘演讲就职演讲爱国演讲比赛演讲先进事迹学习材料考察材料经验材料交流材料个人事迹事迹材料申报材料活动策划工作方案整改方案实施方案营销方案规章制度公司通知法律法规和谐社会思想宣传反腐倡廉十七大剖析材料三农问题八荣八耻先进性教育组织人事技巧经验简历求职申请书模版范例节目游戏书信日记党会发言入党申请教育教学企业文化入团申请党员相关财经金融城建环保党政司法经济工作合同协议礼仪规范结婚时代巴蒂尔主流人物和平你好激励人生人生法律澳大利亚公交车中国足球奥巴马中国文化春晚孩子播客世界和平足球方丈狗肉酒井法子足球打假田连元徒弟评述魔兽圣僧

  通过日全食期间对日冕的可见光或近红外波段的偏振观测,可以获得日冕密度、磁场等方面的有关信息。太阳的光球磁场的测量在上世纪五十年代开始变得越来越成熟,而到目前为止还没有一种可靠的测量日冕磁场的手段。近年的太阳物理理论和观测表明,耀斑和日冕物质抛射很可能是在日冕层触发的。研究日冕磁场对理解太阳爆发活动的机制,预报空间天气有着重要的意义。现在我国还没有日冕仪,利用日全食观测日冕磁场是一个快捷、经济的途径。

  为了准备观测2009年日全食,一些国内的太阳物理学家,还有国外的天文学家来到中国日全食观测点,期望能取得较好的观测资料。然而7月22日阴雨天气,使得大部分的光学观测项目没有取得理想的观测结果。这也进一步说明天文学是一个被动的观测学科的特点。我们可以精确计算日全食每一个关键瞬间的发生时刻,却无法预料那时的天气情况。这也是罕见日全食之所以总是让许多人追逐的魅力之一。

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