陈珂的博客

今年是天文学家们值得庆贺的一年。它是联合国命名的国际天文年，以纪念400年前人类（伽利略）第一次将望远镜对着天空，标志着近代天文学研究的开始。另一值得纪念的是40年前人类第一次登上另一个星体（阿波罗11号登月），拉开了人类征服宇宙的序幕。在这一年，四川盆地和长江中下游的居民们也特别幸运，7月22日将有幸看到日全食。届时，如果天气良好，中国将有2亿人看到这一自然奇观，这次日全食将成为有史以来目击者最多的一次。尽管地球上平均每18个月就有一次日全食，但是在同一地点观察到日全食平均每350年才有一次。下一次得到2035年日全食才会再次光临中国，北京和某些华北、西北地区的居民26年后才可以大饱眼福。

太阳对人类的生活休戚相关，是天文学上的一个重要课题，可是对太阳大气的研究却受制于太阳的光球（人肉眼所见的发光的部分）发出的强烈光芒。太阳的大气由发光较暗的色球（光球以外约2千公里厚）和日冕（色球以外数百万公里厚）组成。平时它们因为被光球耀眼的光芒所掩盖难以观测；日全食发生时，月球正好处于太阳和地球的中间，其大小正好遮住太阳的光球，太阳的大气就可以通过地面上的大型设备仔细观测了。人们正是于1868年日全食时，在对太阳色球的光谱分析中发现了氦元素，这比第一次从地球上分离出氦来早了27年。太阳光球表面温度约5500摄氏度，但日冕内温度陡增到1百万摄氏度，是什么机制产生的能量？对此科学上目前还没有公认的解释，有证据表明这与太阳强大的磁场有关。日全食也为研究太阳的磁场提供了方便。太阳喷射出的带电粒子在磁场作用下偏转，可以被观测到，从而间接地发映了那里磁场的强度和方向。另外，日全食时靠近太阳、平时不易观测的星体有可能被发现。尽管历史上对日全食的多次观测都没有发现水星以内的行星，但是它依然为观测飞临太阳的彗星等其它星体提供了难得的机遇。

今天随着太空探测技术的发展，虽然人们可以利用太空望远镜中的特殊装置，遮挡太阳光球的光，随时观测太阳大气和靠近太阳的星体，但是大型地面望远镜的高分辨率和灵活更新配置的优势使得日全食时的地面观测仍然是研究太阳的重要手段。既然人类早已能够精确预测数百年以后日全食发生的时间和地点，提前做好研究准备工作不成问题——数个国内国际知名的科学研究小组早已齐聚长江中下游，争取抓住这次日全食的机遇。下面所要谈的观测条件是只有日全食才可以创造的。

一种理论提出引力是由粒子为媒介的，但这种粒子的存在至今还没有被公认的实验所证实。如果引力粒子子存在，在日全食时，月球就可能阻碍在太阳和地球间传播的引力粒子，它会影响地球的引力，而被地球表面的重力仪测量到。我国科学家在1997年黑龙江漠河的日全食实验中，并没有发现在太阳被月球全部遮住时地球重力有超出所用重力仪精度的变化，但是在日全食刚开始和就要结束的时候，地球重力发生明显的变化。具体的原因尚在研究中，希望在这次日全食实验中使用更灵敏的重力仪作更精密的测量，人们或许能够知道答案。

地球上的很多生命都受到昼夜更替周期性的影响。在日全食给大白天带来短暂黑暗的过程中，动物行为的变化成为一个有趣的课题。对几种水鸟的研究发现，它们把这个短暂的黑暗当作日落而急冲冲结束觅食回巢，等黑暗过去一段时间后它们才重新出来。看来这几种鸟是靠看天色作息而没有时间观念的，当然它们心里有没有犯嘀咕我们就不知道了。相反，对奶牛的研究表明，日全食对它们的进食和反刍几乎没有什么影响。看来动物对光照的反应很不相同。

太阳对地球的影响除了通过光和引力以外还有高能量的带电粒子，即太阳风。通常认为太阳风会破坏保护地球生命免受紫外线袭击的臭氧层，但是由于地球磁场的作用，绝大部分太阳风都被引导至南北两极几乎无人居住的区域。另外远距离的短波通讯依赖地球表面50公里以上的电离层的反射，而太阳风对电离层的干扰是产生短波通讯噪声的主要原因。日全食时，太阳风会被月球部分阻隔而减少到达地球的数量，是研究太阳风对地球影响的难得机遇。

人类是幸运的，在地球表面上看月球和太阳大小差不多，所以我们才能有机会在日全食时仔细观测太阳的大气、临近太阳的天体、太阳引力的变化、太阳风对地球的影响以及地球上生命对此的反应。在地球自转和潮汐的共同作用下，月球的绕地运动被不断加速，月球也就会离地球越来远。大约6亿年后，从地球上看，月球小到无法再遮住整个太阳光球了，取而代之的是日环食，虽然看上去还是很美，但却失去了很多科学研究的特殊条件。