科学家们兴奋异常：“是时候做大事了”

　　4月8日，日全食。月亮的阴影将从墨西哥以西到加拿大以东，斜穿北美大陆。日食时相关科学家会很忙。

　　“科学家们长期以来在利用日食获得科学发现。”NASA科学家凯利·科雷克说：“它帮助我们首次探测到氦，为广义相对论提供证据，并让我们更好地了解太阳对地球高层大气的影响。”

　　下一次美国如此规模的日全食要等20年，刚刚发生的太阳风暴，也让这次日食更为异乎寻常，所以科学家们早早摆出架势，准备赴盛宴、入宝山。

　　日食轨迹上有3150万人

　　“地球上的日食是个方便的巧合。”NASA专家卡埃拉·巴里说，“太阳直径大约是月亮的400倍，太阳与地球的距离几乎是月球与地球距离的400倍。这样，日月在我们眼中几乎一样大。它们排成一线，便形成一场壮观的表演。”

　　4月8日，月亮将经过太阳和地球之间，三星一线。它的阴影从太平洋开始，在墨西哥的马萨特兰登陆穿过5洲，穿过美国15个州，穿过加拿大6省，进入大西洋。在这条185公里宽的日食轨迹上，生活着大约3150万人。得克萨斯州贝尔县2月早早宣布进入紧急状态，准备迎接40万游客到来，因为这里是极佳的追日食之地。

　　（注：本次日全食，由于地理位置原因，中国看不到，日全食发生在北京时间4月9日凌晨2点17分左右。）

　　这次日全食在墨西哥小镇纳扎斯持续时间最长，4分28秒钟。有一种说法，无论日全食持续多久，总感觉只有8秒。因为它太迷人了。

　　正逢一场太阳风暴

　　这次日全食最为特殊的是，正处于始于2019年的太阳活动周期中，且在这为期11年的周期内，第三次出现Kp值为8的地磁暴之时。

　　太阳风暴始于22日晚，日冕物质剧烈喷发，释放大量带电粒子，在37个多小时后抵达地球。绚烂的极光、日珥爆发、耀斑、日冕物质抛射，如此丰富的天文现象，极为难得。

　　许多观测只能是在日食之时，科学家渴望以此捕捉这个太阳活动高峰的现象，用来研究。“4月的日全食有望成为一座科学的宝山，”美联社说，“可能是有史以来最佳实验对象。”

　　尘埃有趣，日冕奇怪

　　NASA将用改进的望远镜追踪月球的阴影，研究日冕及尘埃。科雷克说：“尘埃听起来很无聊，但实际上，尘埃真的很有趣。这些是太阳系形成时遗留下来的残留物。”

　　日冕通常隐藏在太阳的强光下，在日全食时才会充分展示，所以它是主要的研究目标。它很奇怪，从太阳抛射出数千公里，却比太阳表面还要热——它有数百万摄氏度，而太阳表面大约是5500摄氏度。

　　“就日全食的价值而言，科学仍然无法解释日冕是如何被加热到如此极端的温度的。”NASA退休天体物理学家弗雷德·埃斯皮纳克说。

　　埃斯皮纳克绰号“日食先生”，是狂热的日食追逐者。他的团队15年来为NASA写了10多篇日食公报，是国际公认最权威的日食参考资料，有一颗小行星以他的名字命名。现在他的团队又聚头制作新的公报。

　　“是时候做大事了”

　　太阳直接影响地球高空的电离层，使无线电能传播更远，但中间插入一个月亮会怎样？科学家很感兴趣。NASA将从弗吉尼亚州沃洛普斯岛发射3枚探空火箭，携带科学仪器升空，了解太空边缘电离层。去年10月“火环”日食时也曾在新墨西哥州发射过。

　　3枚火箭分别于当地日食高峰前、高峰时和高峰后，发射到48公里到480公里的上空。

　　“这是一个反射和折射无线电信号的电气化区域。每枚火箭将发射4个汽水瓶大小的辅助仪器。”火箭项目的任务主管、安柏瑞德航空航天大学的阿罗·巴贾提亚说，“是时候做大事了!这太令人兴奋了!”

　　大风筝与小飞机

　　夏威夷大学的莎迪亚·哈巴拉与NASA合作观测日食已近20年。她有一个大风筝项目。

　　风筝将在得克萨斯州克尔维尔放飞，带着光谱仪飞上4公里高空，别让浮云遮望眼，收集阳光以研究日冕中的物质。

　　2023年4月的日食，哈巴拉将风筝带去了澳大利亚。风筝名叫“箱式科迪风筝”，箱形，有翅，长6.5米。

　　据《科学通讯》3月报道，哈巴拉还将申请一架WB-57喷气式高空观察飞机，准备在约翰逊航天中心升空，携带照相机和光谱仪，以了解日冕和日冕物质抛射的温度和化学成分。

　　今日宇宙网站说，NASA有3架WB-57，这次飞两架，将以4000公里的时速飞行，这样可在月球阴影中多待两分钟。

　　超级雷达与太阳探测器

　　这次日食阴影最暗的部分，经过了几个超级雷达。

　　由弗吉尼亚理工学院和州立大学的巴拉特·昆杜里领导的项目，将用3个超级雷达研究日食中的电离层。超级双极光雷达网络专业监测地球大气层上层空间天气，如今遇到了研究日食中太阳辐射影响它“管辖范围”的独特机会。

　　最专业的先锋队，要数两个探测太阳的航天器。

　　NASA的帕克太阳探测器，2018年8月12日发射。它让人类首次近距离观测太阳，接触日冕，飞越太阳大气层。

　　欧洲航天局和NASA联合研制的太阳轨道飞行器，2020年2月9日发射，当年就拍了“最近距离太阳照片”，拍到无数个太阳耀斑。

　　600个气球直播

　　美国数十个大学生团队，将沿着日全食经过之地放飞600多个气象气球，研究大气变化，同时直播。

　　马里兰州大学航空航天工程教授玛丽·鲍登3月带着30多个学生演习放飞气球。她说：“又便宜又快速，失败了还可以再来一次。”

　　“有一种幸运是，飞到24公里以上，气球是不在乎地面上云多不多的。”蒙大拿州立大学的天体物理学家安吉拉·德斯·贾丁斯说，她正在协调这个全国性的项目。

　　黑暗降临正午，鸟儿怎么看？

　　无数观众也将成为“公民科学家”，拍摄太阳外层的冕状大气或日冕，在黑暗的正午降临时观察鸟类和其他动物的动静，测量气温下降，监测云层。

　　NASA资助的项目还有：众多志愿者在北美70多地拍摄日食时瞬间出现的日冕；35个志愿团队通过在偏振光中拍摄日冕和太阳风的结构和变化；100名受过训练的志愿者用赤道式支架相机探索等离子体物质流经日冕和色球层。

　　“日食QSO派对”

　　宾夕法尼亚州斯克兰顿大学的空间物理学家兼电气工程师纳撒尼尔·弗里塞尔决定邀请业余无线电爱好者参加“日食QSO派对”。

　　他们将在不同地点用无线电联系，记录信号强度和距离，测试电离层在日食中的变化和对无线电波传播的影响。

　　弗里塞尔博士在初高中时期就对空间物理感兴趣，2017年日全食，他也办过一场日食QSO派对。

　　邀请百万台手机拍摄“贝利珠”

　　NASA资助的“SunSketcher”项目，邀请所有人在4月8日拿出手机，拍摄贝利珠效应照片。

　　阳光穿过月亮上的山谷，照射到地球，会出现贝利珠现象，这几秒内闪烁的光，就像月亮边缘的珠子。它是日全食之前最后消失的一块太阳，也是日全食之后第一块出现的太阳。

　　拍摄很简单，下载SunSketcher应用程序，激活它，把手机后置摄像头对准太阳，就可以了。这个应用程序会用手机GPS位置来计算何时可以看到贝利珠。

　　“你只需要一部手机，”项目负责人、西肯塔基大学的物理学和天文学教授戈登·埃姆斯利说，拿出你口袋里现成的设备，就能做科学项目了。

　　“这些闪光出现和消失的精确时间，可以告诉你太阳的大小和形状。”他还说，“我们希望有100万人来玩。”

　　来源：都市快报

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