2017年8月21日美国日全食中国开始时间

美国有线电视新闻网(CNN)计划播出日全食的整个过程,这也是一场全景转播。美国有线电视新闻网的计划是在从俄勒冈到南卡罗来纳州的日全食带上部署360台虚拟现实摄像机,以捕捉日全食的整个过程,并用4K视频进行播放。当时,全世界的人们都可以通过美国有线电视新闻网官方网站或美国有线电视新闻网手机应用程序与美国人一起观看超级日全食。

时间:北京时间8月21日晚开始

据报道,俄勒冈州的林肯海滩是第一个看到日食的地方。日偏食将在当地时间上午9: 05发生,日全食将在上午10: 16发生。伊利诺伊州卡尔德比附近可以看到时间最长的日全食。太阳将被完全覆盖2分40秒。最后一次看到日全食的地方是南卡罗来纳州查尔斯顿,发生在当地时间下午2点48分。在那之后,可以看到日偏食,直到日食在下午4: 9离开美国,日食在美国持续了4小时4分钟。

进入八月底,无数天文爱好者渴望的一天即将到来。美国当地时间8月21日,112公里宽的日全食带将横扫美国北部的14个州。日全食带地区的天空将暂时变得像满月的夜晚。这是近40年后,日全食再次“光顾”了美国大陆。

这是许多人渴望的一幕。在天文学家看来,这不仅是一种罕见而壮观的天文现象。日食期间,科学观察可以获得许多平时看不见的有趣而重要的现象。在历史上,科学家们利用这个难得的机会来更新人类对他们母星的理解。

太阳的光暗了下来,彩球出现了

太阳是太阳系的中心天体,占太阳系总质量的99.86%。按照从内向外的顺序,太阳由核心、辐射区、对流层、光球、色球层和日冕组成。光球层以下称为太阳内部,光球层以上称为太阳大气。

1860年7月18日西班牙日全食期间,英国天文学家德拉里(Delary)拍摄了日全食的第一个银色版本,他认为月亮上突出的“红色火焰”来自太阳,日珥。

因为彩色球体的光相对较弱,所以通常被光球的光所覆盖。1868年10月,英国天文学家洛克耶首次在阳光条件下观察到日珥光谱。然后我们意识到在太阳光球之外有一层薄薄的大气层色球。色球层是太阳光球层上大约2000公里厚的大气层,温度在6000到摄氏度之间。像日珥一样,色球层主要由氢和氦组成。色球层中最强的谱线是由氢产生的,是粉红色的,因此得名色球层。

日全食包括五个阶段:初始损失、食物短缺、食物短缺、自然光和最后接触。在进食前和发光后的短暂时间里,光球的光被月球阻挡,色球层发出红光,这被称为闪光光谱。2008年8月1日,中国酒泉日全食期间,云南天文台研究员曲中泉带领的观测小组观测到许多强线偏振的闪光光谱。

捕捉日珥光谱,发现“太阳元素”

在1868年8月18日的日全食期间,法国天文学家让桑在冈多,然后是英属印度,从太阳轮边缘外的日珥观察到一条587.49纳米的黄色谱线。起初,许多科学家认为这是钠产生的谱线。然而,日珥是一种由氢组成的热气,它不能产生钠金属的谱线。

仍是英国天文学家的洛基尔仍在1868年10月。他成功地在没有日全食的情况下观察到日珥的光谱,并证实该光谱不是钠的光谱。洛基尔称之为D3线,认为产生D3的元素在太阳中非常丰富,所以他把这种元素命名为氦(氦,太阳神是希腊人,意思是太阳)。

直到1995年,英国化学家拉姆齐才发现地球铀矿中也存在氦。氦,最初的“太阳元素”,最终被证明是地球的一种元素。在1983年日全食期间,紫金山天文台的研究人员,如游建起,观测了氦线的闪光光谱。

神秘的日冕绿线导致未解决的问题

日冕是太阳大气的最外层,厚度达几百万公里或更多。它通常只在日全食期间或通过日冕仪可见。在1879年8月7日的日全食期间,勇和哈克尼斯发现了一条新的非常明亮的日冕线,波长为530.3纳米。当时,地球上没有与元素相对应的谱线,所以产生谱线的元素被称为科罗宁(Coronium)。直到1941年,瑞典天文学家艾德林才确定这条绿色日冕线是由铁离子产生的(铁原子失去了13个电子)。

不同元素形成不同光谱的原因是,当它们的电子从高能轨道跃迁到低能静止轨道时,多余的能量以特定波长的光发射出去。

根据量子力学的规则,原子跃迁前后的轨道能量可以从谱线的波长推导出来。然而,在地球的常温环境下,形成电晕绿线的电子能级跃迁不符合量子力学的规则,被称为“禁行线”。只有在高达几百万摄氏度的温度下,铁颗粒才会不断受到冲击,而最初被禁止的转变是“允许的”由此,科学家推断日冕的温度高达100多万摄氏度。

太阳的经典模型显示,太阳底部大气中光球的温度只有6000摄氏度。光球和日冕之间巨大的温差一直困扰着天文学家。如果日冕的热量是从光球传导的,它将不符合热力学第二定律。因为根据热力学第二定律,热量总是从高温区转移到低温区。如何解释日冕高温的来源,即日冕加热问题,一直是困扰天体物理学家的太阳三大未解问题之一。

2008年8月1日,国家天文台副研究员鲍兴明等人观测日全食期间日冕和日珥的发射线,发现日珥和色球层的温度远低于日冕。这些明亮的日冕环延伸到色球层之上,类似于从冰冷的冰缝中冒出的火焰。从卫星上拍摄的极紫外图像还显示,活跃区域上方的区域已经变亮,实际上是由一系列不同的亮环交替变亮形成的。因此,分析日冕环的加热机理可能是解释日冕加热问题的重要途径。

看看太阳后面的星星,验证广义相对论。

这应该是与日全食有关的最着名的观测。

在1915年发表的广义相对论中,爱因斯坦讨论了加速物体之间的时空变化,并预言重力会弯曲时空。天体质量越大,空间变形就越严重。一个巨大天体的引力场会弯曲它周围的空间,形成一个“引力透镜”。

1919年5月29日日全食期间,英国物理学家爱丁顿(Eddington)在非洲和南美洲观测到了在太阳后面看不到的天体,这表明光线是弯曲的,更准确地说,它是沿着弯曲的时空曲线行进的,从而验证了观测中的广义相对论。

在1997年漠河日全食、2008年中国西部日全食和2009年长江流域日全食期间,中国学者唐云柯等研究人员也开展了类似的工作。

八月的日全食,科学家们准备好了

在日全食期间,月球将阻挡38万公里外太阳光球的强光。在此期间,对太阳的科学观察可能会有意想不到的新发现。因此,全世界的科学家都将即将到来的日全食视为探索太阳奥秘的“天赐之物”。

针对日全食,美国国家航空航天局和美国国家科学基金会支持在飞机上观测日全食的近红外光谱项目。从地球上看,这次日全食的最长持续时间是2分40秒。科学家将使用飞机来“跟踪”日全食,并将观测时间增加到7分钟以上。

中国科学家聚集在美国俄勒冈州,对太阳日冕磁场进行更精确的观测。

日冕磁场是影响空间天气的强烈太阳活动的来源,也是解决日冕加热问题的关键。然而,日冕磁场的测量至今仍是一项未完成的任务。日全食为测量日冕磁场提供了一个杂散光最小的环境和绝佳的机会。

由中科院云南天文台和北京大学组成的观测团队带来了四架望远镜,将共同完成精细测量日冕磁场和其他物理以及日冕物质精细结构的任务。其中,中科院云南天文台带来的第一代光纤阵列太阳光学望远镜FASOT-1A是这次观测的主力。这是一台口径304mm反射式望远镜,将对日冕磁场辐射强度和偏振强度进行测量。

此外,四川理工学院也在美国俄勒冈州架起一台太阳半径精确测量望远镜,希望通过采集日食开始时分和结束时间,以及月亮相对太阳运动速度来精确测定太阳半径。

太阳是距离人类最近,也是人类了解最多的恒星。然而到目前为止,关于这颗恒星仍有许多未解之谜。这次横跨美洲大陆的日全食将为广大公众和科学家进一步了解和研究太阳物理提供难得的机会。

(原文题为 《天文学家眼中的日全食》 )

原标题:2分40秒日全食临近,我国专家将在美国俄勒冈观测日冕磁场

责任编辑:郑莉莉