“当月全食期间月亮即将遮住太阳时,突然有云出现,天文学家该怎么办?”《大众科学》在 1919 年的一篇日食故事中向读者提出了这样一个难题。“收拾行李回家”是普通日食观察者的答案。但即使在 1919 年,极端日食追逐者也制定了应急计划。 大约每 18 个月,月球的全影就会以每小时 1500 英里的惊人速度掠过地球一次。由于我们太阳系中独一无二的宇宙命运的转折,我们星球上唯一的卫星恰好拥有合适的大小和距离,可以完全遮挡太阳表面,短暂地露出日冕,形成壮观的景象。但这种完全重叠只会发生在一条约 100 英里宽的狭窄路径上——全食带。 极端的日食追逐者自称是“月影爱好者”,他们会在日食出现时寻找这条路径,哪怕是到地球上最偏远的地方。由于月球阴影的路径通常横跨数千英里——跨越海洋和大陆——他们的目标是选择一个以万里无云的天空而闻名的目的地。 凯利·科雷克是美国宇航局 2024 年日食项目经理,日食将于 4 月 8 日从德克萨斯州横跨美国缅因州。科雷克曾在美国航空母舰(约克城号)甲板和智利北部海岸等不同的地方观看过日食。对于科雷克来说,这种体验无与伦比。她说:“我内心涌起非常强烈的情绪,从几乎害怕太阳消失,到非常神奇和令人兴奋的感觉。”日食一结束(日全食仅持续几分钟或更短,具体取决于地点),她承认自己立即想到的是:“下一次日食是什么时候?我们要去哪里?” 1919 年,环球飞行还无法实现,地球上开发和可进入的地方也很少。追逐日食的人大多是资金充足的科学家和天文学家,他们有足够的资金进行探险,留出几个月的时间旅行,并将成吨的设备运送到偏远地区。这就是为什么 1919 年一位天文学家的计划值得报道,他计划将望远镜安装在水上飞机上,飞越云层,尽管《大众科学》的编辑们对此持怀疑态度。加州威尔逊山天文台的创始人乔治·黑尔提出的替代方案是配备摄像头的“无人气球”,这似乎更为实用。 这位大胆的航空天文学家,大卫·托德,一位古怪的日食追逐者,曾任阿默斯特学院教授,他的水上飞机计划是否成功尚未可知。但 1919 年的日食却被载入史册,因为它为亚瑟·爱丁顿和弗兰克·戴森证明爱因斯坦的相对论提供了背景。 如今,美国宇航局运行着数十个太阳物理学任务,大多数任务都是在太空观测站进行的,不受多云天空的影响。 日全食的持续时间绝不会超过八分钟。通常持续时间要短得多。天文学家会跋涉数千英里,前往偏僻的地方,以充分利用这宝贵的几分钟。剧中的演员排练并不比驻扎在各种仪器旁的天文学家更仔细。日食探险队中的任何成员都不会将日食视为一个整体;每个人都执行分配给他的特殊任务。 如果云或雾悄悄地出现在地球和太阳之间怎么办?如果下雨怎么办?所有这些精心的准备、所有这些乏味的旅行都白费了。但雾总是低洼的——厚度不超过一千英尺。因此,如果云或雾悄悄出现在地球和太阳之间,解决办法就是爬到它们上面,亲眼目睹日食的神奇之处。 难怪天文学家们对阿默斯特学院天文台戴维·托德教授进行的实验很感兴趣,他利用水上飞机飞到云层上方观看日食。 托德教授的实验在美国海军军官和一架水上飞机的帮助下,托德教授着手拍摄 5 月 29 日发生的日食。按照计划,探险队乘坐的轮船将停靠在南美海岸赤道附近的某个地方,然后发射水上飞机,并在天文学家尝试他的计划时待命。 人们可能以为托德教授会是第一个将天文学带入空中的人。他是日食观察者中最热情、最不知疲倦、最聪明的人。几年前,他甚至发明了一种从中心点操作一整套天文仪器的方法,但由于当时天空被遮蔽,他无法用他的发明来观察这次特殊的日食。 虽然在本文付印时,托德教授的实验结果尚未公布,但人们可能怀疑使用水上飞机的计划是否可行。水上飞机发动机产生的振动如此之大,以至于必须为所有望远镜提供的稳定平台变成了摇晃的底座,几乎不适合托德教授的目的。当然,他的意图是通过望远镜的弹性安装来抵消振动;但任何对活动部件的惯性有所了解的人都会承认,绝对的稳定性几乎不可能通过这种方式获得。 更实用的方案在我们看来,威尔逊山天文台的乔治·E·黑尔教授有一个更实际的计划。他的计划是将一个无人驾驶的气球送入云层之上,并通过陀螺仪稳定气球携带的相机。黑尔教授计划随时研究日冕——围绕太阳的幽灵般的附属物,只有在日食期间才能从地球上看到。 当我们在地球大气层中上升时,我们最终到达一个点,大概在三十英里或更高的高度,那里的天空不是蓝色的,而是漆黑的。 天空是蓝色的,因为空气中充满了无数的尘埃粒子,它们散射了太阳的光线。在尘埃粒子区域上方漆黑的天空中,空气极其稀薄,即使在大白天,星星也会出现在它们应有的位置。而太阳是悬挂在黑暗中的巨大炽热球体。它的奇妙日冕是日全食期间的主要研究对象,闪耀着珍珠般的美丽光芒。 托德教授应该成功吗如果黑尔教授的计划得以实现,我们就不必等待日全食来研究日冕,而是可以随时拍摄它并进行日常研究。 |
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