百年一遇 美国人民如何观看日全食?

  来源:美国新闻速递(http://www.usnewsexpress.com)

  庞可阳 洛杉矶报道

百年一遇 美国人民如何观看日全食?

  在爱达荷州观看到的日全食。NASA图

  本月21日,美国迎来百年一遇的横跨东西两岸的日全食,包括俄勒冈州、爱达荷州等全食带上的地区可以感受长达两分钟的黑夜。美国国家航空航天局(NASA)也对日全食进行了全程直播,南加地区虽然无法观看日全食,但是长达几小时的日偏食也令民众兴奋。

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  美国总统川普一家当天也在白宫阳台上观看日食。路透社图

  根据美国国家航空航天局介绍,此次日食由俄勒冈州开始,从西北向东南移动,跨越14个州,最后在南卡罗来纳州结束。这种横贯美国东西两岸的日全食,上次发生还是99年前。

  21日上午9时,美国国家航空航天局便开始对日全食的过程进行直播。南加当地包括格里菲斯天文台、加州科学中心、洛杉矶国家历史公园、加州理工学院、洛杉矶加大、南加州大学等都举行了大型月食观看活动。他们除了免费给到场者发放滤光眼镜外,更派出工作人员们在现场对民众进行科普教育。

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  民众在加州科学中心外观看日食。庞可阳摄

  加州科学中心的工作人员在现场教民众制作针孔成像装置,简单的鞋盒便可做成最安全的日食观看装置。各个族裔的家庭齐聚在现场,边参与学习,边对观测结果,兴奋不已。一位在场的年轻人对记者表示,“有生以来第一次观看到日食这个神奇的天文奇观,竟然有一种宇宙无限伟大,人类无比渺小的感觉油然而生。”

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  南加大华裔学生甄海伦(左)制作了针孔成像装置观看日食。庞可阳摄

  此次的日全食,也有几百万民众涌入全食带去观看这个百年一遇的景观。根据媒体报道指出,俄勒冈州、爱达荷州附近的高速公路已经连续多天单向拥堵,当地加油站汽油售罄。预计日全食后的离开高峰期,周边交通又将是一阵恶堵。

  加州科学中心的工作人员向记者介绍,美国下一次日食将发生在2024年4月8日,德州以及美国中西部、东部海岸可以观看到日全食。如果等不及,2019年7月2日,南美洲地区也将发生日全食。

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  现场科教普及。庞可阳摄


百年一遇 美国人民如何观看日全食?
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  日全食是蔚为壮观、动人心魄的罕见天象。今年全球唯一 一次日全食将于北京时间8月22日凌晨在美国上演,这是自1979年以来,日全食首次降临美国大陆。

  到时天空会突然黑下来,太阳会被月亮完全“吃掉”,看上去犹如一个挂在天上的“黑饼”,周围还有一圈耀眼的光芒。

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  天文专家表示,受地理位置所限,此次日全食我国不可见,感兴趣的公众可借助互联网、电视、移动APP等方式了解和关注此次“天狗吞日”,有经济条件的也可赴美观测,见证这一天文盛况。

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  本次日全食的全食带始于东北太平洋,从美国本土西北部登陆,横穿至东南部,最终在大西洋中部结束。全程在美国停留90分钟。

  在日全食阴影带之外,所有北美地区、南美部分地区、西欧和非洲都能见到日偏食。由于日全食覆盖这么多陆地,许多人预测它将是人类历史上观看人数最多的一次。

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  “食”是指一个天体被另一个天体或其黑影全部或部分掩遮的天文景象。日食发生的原理是地球上局部地区被月影所遮盖而造成的。日食必发生在农历的初一。

  日食共有三种,即日偏食、日环食和日全食。太阳被完全遮住就是日全食。一次日全食发生的过程分为初亏、食既、食甚、生光、复圆5个过程。

  日全食对科学研究的意义

  日全食可以给科学家一个机会去观测太阳的日冕以及外层大气,因为这些地方会在发生日全食的时候呈现出白光。日冕将携带一些关于太阳耀斑、日冕物质抛射、太阳风的信息,太阳风是太阳将带电粒子从太阳表面连续不断地抛射向空间中的一种现象。夏威夷大学的天文学家Shadia Habbal指出:在日全食期间我们可以看到一些平时看不到的光谱,这些光谱将为我们提供强有力的线索,来进一步了解日冕物理的机制。

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  威廉姆斯学院天文学家Jay Pasachoff说,虽然天文学家已经观察日全食数千年了,但是每一次都是不同的。他曾经走遍世界,在58年观看了65次日食,其中包括34次日全食。太阳风暴肆虐地球并不罕见。太阳一天之内可以吐出几个太阳耀斑,每一次释放出的能量相当于火山喷发的1000万倍。它可以以每秒数千公里的速度将等离子体泡沫喷向太空。如果其中一些击中地球,那么它将对国际空间站的宇航员和地上电网构成威胁。

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  Pasachoff说:“我们现在如此依赖我们的电力,以至于一场巨大的耀斑就可能造成重大破坏。”“更好的理解太阳磁场和日冕之间的复杂关系可能帮助我们更好地对太空天气采取预防措施。”

  (2017-08-17)


  央广网北京8月10日消息(记者张奥 实习记者于洋)据经济之声《天下公司》报道,天文爱好者们最近有点忙,昨天凌晨中国大部分地区迎来了月偏食,而美国将在8月21日迎来日全食,近期美国的搜索引擎和电商平台上日全食眼镜成为热门,同时能够观测到日全食的地点也开始有大量的爱好者进入踩点。

  天狗吃日、天狗吃月,为什么能引发这么多专业爱好者的观测热情?宇宙学博士虞骏介绍,月食的原理其实是地球的影子投到了月亮上,月亮本身不发光,它之所以能够发光被我们看见,是因为太阳光照到了月亮上,月亮反射太阳光。当地球跑到了太阳和月亮中间,挡住了一部分太阳光,地球的影子就投到了月亮上面,这时就发生了月食。月偏食和月全食最明显的区别在于,地球的影子有没有把月亮全部遮住,我们所看到的月偏食其实是遮了一部分。如果月亮整个被地球的影子挡住,则是月全食。在明年1月31日,中国应该可以看到一次条件非常合适的月全食。

  虞骏说,日食形成的原因和月食稍有区别。太阳是自己发光,而在地球上看,月亮绕着地球在转,有的时候可能会转到太阳和地球的中间,这时在地球上就会看见太阳被月亮挡住了,这种情况被称之为日食。如果太阳完全被月亮挡住,这就是日全食。有的时候太阳没有办法被月亮完全挡住,中间被挡住了,周围还留了一圈边,这种叫做日环食。更多情况下我们所看的是日偏食,即太阳的一个角被月亮挡住了。

  日食、月食为什么能被准确的推算出时间和地点?对此,虞骏解释称:“ 不管是地球还是月亮,其转的轨道我们已经知道得非常清楚。地球绕太阳转的轨道也可以计算地很清楚,所以我们基本往前或往后推几百年、几千年甚至上万年,什么时间、地点能够看到什么样的日食、月食,这些是可以很精确地测算出来的。在NASA等一些网站上可以自己查,甚至未来150年内哪里会发生什么日食都可以查到,而且可以精确到秒。”

  谈及为何要在全球范围内追着去看日全食,有着追日全食习惯的虞骏回应说,之所以日全食要去追,是因为日全食发生的时候可以看到,日全食的地方是很狭小的一条带状区域,它有时会经过海洋,只有很少一部分会经过陆地。每次能发生日全食的时候全球可能只有千分之一的地方能够看到,这本身就是一个非常罕见的现象,景象很壮观。它会在短短几分钟的时间里,整个环境都会发生急剧的变化,有时白天会变成晚上、太阳会完全消失,留下一个看起来像黑洞一样的东西,太阳周边有各种各样奇葩的平常难得一见的景象,比如日冕、日珥。这些现象会集中在短短一两分钟之内,如果在现场亲身感受日全食,完全会目不暇接。看过一场日全食的人很可能会从此迷上这种景观。

  虞骏说,“日全食在北京平均275年才能发生一次,如果待在一个地方不动,除非运气非常好才能看到一次日全食。如果希望能再看到下一次日全食,就只能追随着日全食发生的脚步。现在中国有很多人会去到美国追日全食。如果不到处去追,比如中国有960万平方公里,加上海域面积可能有上千万平方公里,下一次在国内想看到日全食可能要到2034年,北京可能要到2035年才能看见。这对于看过日全食和对此感兴趣的人来说,实在是太难等了。”

  8月21日美国会将迎来日全食,已经掀起了观看热潮,网传美国全境都能看到。但虞骏表示,全境都可以看到日偏食,而日全食大概只有宽100公里左右的条状区域,从东海岸到西海岸。“我选的是靠近黄石公园的爱达克弗斯市,看日全食最怕的就是天气不好,提前做了很多研究,我们发现从东海岸到西海岸整个日食带上,这个地方在历年来天气情况是最好的。”虞骏说。

  据虞骏介绍,在日全食带的那些可预定旅馆提前一年就会被订空。甚至于,有些酒店不知道有日全食发生,他们很意外地接到了8月21日前后的许多订单,等他们意识到自己那里可以看到日全食时,会不讲究商业规则,将之前的订单作废再提价,提价之后再重新放开预定。“日全食这样的现象可能至少要提前一年确定住宿,地球上每三年会发生两次这样的事情,基本上这次日全食结束之后下一次日全食的规划就又开始了。”

  虞骏也提醒日全食爱好者,看日食一定要注意安全。因为太阳非常刺眼,在看太阳的时候一定要保证用眼健康。任何情况下都不可以用眼睛直接去看太阳,也不可以用望远镜直接对着太阳看。“我们需要买已经证明是安全的设备,比如:巴德膜,这个看起来像是两面都反光的、很薄的塑料纸片,但它可以把超过99.99%的阳光全部反射掉,大概只有万分之一的阳光投射过来,经过这层膜滤光后可以比较安全的看日食。购买时也一定要认准是日食眼镜,起码它里面用的是巴德膜。一般日常携带的太阳眼镜用来看太阳会非常危险,哪怕戴几层都不行。”

  (2017-08-10)


  再有半个月,美国上空就将出现一次“超级日全食”,日全食是每375年才会出现一次的奇观,并且这一次它将跨越美国全境,上一次跨越全境是在1918年,而上一次美国出现日全食已经过去近一个世纪。

  为了记录这次“超级日全食”,美国动用了超级庞大的航拍团队,21日美国宇航局(NASA)将启用两架WB-57F喷气式飞机,以精准的速度追逐日食,这样拍摄的日食过程会比正常的观测时间长3倍。是的,在飞机上的人真的有眼福了,可以全程追逐太阳,全程哦!

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  WB-57F

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  WB-57F

  NASA早在1年前就启动了Space Grant Ballooning项目,由55支团队负责将热气球升到3万米高空,并配合国际空间站、各种宇宙飞船全面拍摄和直播日全食场景。

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  地面直播团队

  这个项目将把数十个装载着摄像机和传感器的气球,放飞到类似火星表面极端环境的3万米高空。

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  探空气球发射地和它们在空中的位置

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  探空气球上的摄影机

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  放飞气球的团队

  最近大批星空和摄影爱好者已经开始准备奔赴美国,我们找到了5个最好的看日全食的地点分享给大家。另外还有日全食跨境轨迹。

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  1、俄勒冈州新港市(Newport, Oregon)

  2、怀俄明州杰克逊霍尔市(Jackson Hole, Wyoming)

  3、内布拉斯加州林肯市(Lincoln,Nebraska)

  4、乔治亚州塔卢拉福尔斯市(Tallulah Falls, Georgia)

  5、南卡罗来纳州格林维尔市(Greenville, South Carolina)

  (2017-08-06)


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  日食倒计时:即将发生在美洲上空的日全食

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  对于目视观测者来说望远镜自然是必不可少的,使用一个8x40或者10x50的双筒望远镜观察日冕就会看到惊人的细节。同时因为双筒望远镜可以同时用双眼进行观测,观测者也可以获得更直观的感测体验。考虑到望远镜的重量,应该使用尽可能稳固的三脚架来支撑望远镜:一个4-5英寸口径(100mm-127mm)的短焦折射镜、马卡或是施卡镜子基本上已经是野外天文摄影便携设备的上限了。为了尽量避免切换目镜和重新调焦所浪费的时间,最好全程使用一支25mm的广角目镜,这已经足够观测到日冕和日珥的所有细节了。

  目前我们正处于太阳活动周期的小年(见图1),这也将影响日冕的形状:典型的弱日冕是一个非常不对称的形状,而在太阳活动周期大年的时候日冕会变得更亮,形状也会变得对称,就像一个光环一样。在今年8月21日发生的这次日全食,人们只有机会观测到一个并不是很明亮的内冕和几束从中发射出来的射线。

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  图1:太阳活动周期示意图。

  一个周期约为11年,图中最中间的是2012年的大年,由此推算,我们现在所处的2017年正处于太阳活动周期的小年。

  对于目视观测者来讲,全食结束前的短暂几秒钟一定要格外的留神,当太阳离开月影区的时候,不要被突然出现的第一束光线刺伤眼睛,这道光线也就是我们所说的贝利珠现象(见图2)。在太阳重新出现一侧的日冕预示着日全食的结束,而观测者们最好根据当地时间在全食结束前10秒设置一个闹钟提醒。

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  图2:日全食期间,食既或生光时,虽然月球将太阳完全遮掩住,但由于月球表面凹凸不平,日光仍可透过凹处发射出来,形成类似珍珠的明亮光点。因英国天文学家贝利首先观测而得名。 (摘自百度百科)

  一次计划周全的摄影

  对于第一次计划观测日全食的爱好者来说,应该尽可能简单的保存随身携带的装备以及自己的摄影规划。一些易碎易损的零件一定要在随身包里携带,在空间足够的前提下,三脚架应该放在箱子中。为了能将日冕的最外层区域都拍摄进来,焦距500mm的小画幅相机传感器就足够了。对于半画幅的单反相机,搭配300mm左右半画幅镜头,就可以拍到很满意的作品。或者也可以使用搭配高敏CCD芯片的摄影机、长焦镜头和三脚架在自动调整曝光的模式下完成日全食的记录。全食开始的时候将太阳会置于视直径一半偏东的位置——也就是构图的中间偏左的位置,就不需要在日食过程中做任何调整。

  使用700mm到1000mm的长焦镜头可以拍摄到令人震撼的内冕、耀斑以及贝利珠,当然也包括日偏食的阶段(见图3)。前提是要由一个足够稳定的三脚架、遥控快门线和一个可以预升反光板的相机,这样就可以避免微小震动对相片质量的影响。

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  图3:瘦长的太阳可以为准确对焦提供一个好机会,在随后而来的日全食中,可以取下太阳滤镜,以获得更清晰的图像。

  日冕的不同曝光时长

  在全食期间围绕在太阳周围的光晕,其内部非常明亮,从内向外亮度在逐渐递减,直到与深蓝色天空背景交融在一起。在这个动态的过程中,固定的曝光时间——或者叫景深是不够的,为了更好的展现不同巨大的亮度差,推荐的做法是做好拍摄一系列不同曝光时长的照片,每一张都是钱一张曝光时长的两倍或是四倍。

  在食既前的短暂时间内可以尝试着用千分之一秒的快门来拍贝利珠。在食甚的发生时,此时的天空是最暗的,这也是拍摄最外层日冕的最好时机,这种情况可以使用1.5秒的曝光时长。借助可编程的遥控快门线这一切都可以轻松完成,这样观测者就可以同时进行目视观测了。

  之后可以通过电脑对不同曝光时长的照片进行叠加处理,最终叠加出来的照片和实际目视效果极其接近。运用不同的图片处理方式会得到不同的效果,比如使用Larson-Sekanina滤镜,可以把日冕更清晰的显示出来(见图4)。

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  图4:将不同曝光时长的照片叠加在一起,并使用恰当的滤镜,有助于将日冕的更多细节展现出来。

  一个牢固的便携的器材装配能使相机在天空旋转的同时任然拍摄下清晰的影像。 使用短焦镜头可以同时将空中亮度相对较高的恒星和行星拍下,同时一支光学素质优良的长焦镜头甚至能拍到月球表面的细节。

  当天空有少量云的时候,通常需要将目视预估的快门速度延长一些,在有薄云的时候最多会将曝光时间延长4倍,如果太阳不巧恰恰在厚厚的积雨云旁边,曝光时间甚至会倍延长100倍!

  预演

  在出发前应该多次测试相关设备和整套观测流程——并且全程要在一间比较暗的房间内进行,看看自己是否能在一分多钟的时间内完成所有的取景、对焦和调节快门速度。在有了这样详尽规划之后,就可以在全食期间为自己赢得更多的目视观测时间。

  同时需要考虑的是,在全食开始后如何才能轻快地取下太阳滤镜。通常来说,使用巴德膜或其他材质的太阳滤光镜会通过一个很紧的罩子盖在望远镜上,一旦用力取下就会导致望远镜的晃动,这意味着要重新调整望远镜(位置、对焦)。最好的方法是将太阳膜安装在一个可以通过旋转装卸的盖板上,或者用较软的纸板做一个盖板。

  另外还需要注意的是,太阳滤镜是否会对聚焦有影响,导致使用太阳滤镜前后焦点位置不一致,尤其对于长焦镜头而言,有些滤镜玻璃会引起轻微的球差。在日全食期间,时间比金钱还要宝贵,要尽量保证由偏食和全食两种状态切换时不需要把时间浪费在重新调焦上。

  更多关于2017年8月21号日全食的信息可以在美国国家航空航天局NASA的主页上找到。

  https://eclipse.gsfc.nasa.gov/eclipse.html

  https://eclipse2017.nasa.gov

  这里可以找到更多关于地区天气的详细信息。

  在牢记要保护眼睛不受伤的同时还要记住一句非常重要的话:日食之旅不会结束——日全食是会上瘾的!

  原文载于2017年7月的《 Sterne und Weltraum 》ǔ

  作者:Klaus-Peter Schröder

  德文翻译:王坤

  校译:系外行星地瓜君

  编排:邱煜欣

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  谢谢阅读

  (2017-07-31)

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