罕见的天文奇观——日全食

作者: 骆宏悌

1997年3月9日9时零7分40秒至9分30秒,北国边陲漠河县境内发生了日全食的罕见天象。在此瞬间,黑色的天幕上海尔-波普彗星若隐若现。8万多漠河居民和3000多位中外专家及天文爱好者现场感受了这一宇宙奇观;与此同时,全国各地先后看到了日偏食。各电视台和报纸对此进行的报道,引起了科学工作者的极大关注,同时也激发了青少年对天文现象的广泛兴趣。

日食的成因

那么日食是怎样发生的?我们知道月亮在太阳的照射下,背离太阳的一面会拖着一条影子,当月亮运行到太阳和地球之间(即为朔日)时,如果太阳、月亮、地球三者正好或接近位于一直线时,月影就一直延伸到地球表面,在月影扫过的地区,人们便看到了日食。所以日食发生在朔日,但不是每逢朔日都有日食产生。这是因为月亮绕地球公转的轨道平面(称为白道面)和地球绕太阳公转的轨道平面(称为黄道面)之间有5°09'的夹角。天文学上把地球公转轨道在天球(把天空背景想象成一个球面)上的投影称为黄道,太阳每年沿黄道运行一周称为太阳的周年视运动;月亮的轨道在天球上的投影称为白道。月亮每个朔望月沿白道运行一周。黄道与白道之间存在一个5°09'的夹角,且有两个交点。只有当太阳沿黄道运动到交点附近,又恰遇朔日时才能发生日食。根据天文学计算,日食每年至少有两次,最多可达五次。

日全食机会难逢

日全食是怎么回事?前面提到月亮的影子,有本影、半影和伪本影之分。由于月亮和地球的轨道是椭圆形,因此太阳、月亮、地球三者的距离是变化的;本影的长度也随月亮和太阳间距离的远近变化着。距离远时本影锥就长,距离近则本影锥短。当月亮本影锥长度超过月地间距离时,本影锥便会扫到地面,被扫过的地带叫做全食带。在全食带中,人们可以看日全食。如果月亮的本影锥长度小于月地距离时,本影锥达不到地面,而是它延长出来的伪本影锥扫到地面。被伪本影锥扫过的地带叫做环食带;在环食带中,人们可以看到太阳中央部分被遮住,只留下一圈狭窄的光环,称为日环食。在月亮半影扫过的地区,人们看到月亮只遮住了太阳的一部分,这是日偏食。

就世界范围来说,日食每年都有,但日全食大约每三年可以发生两次。然而对于某一具体地区而言,平均需二、三百年才能看到一次日全食。就我国来说,本世纪所见到的日全食还只有1907年、1936年、1941年、1943年、1968年、1980年和1997年共七次。即使看到日全食,持续的时间一般只有2～3分钟,最多也不过是7分钟。因而观看日全食真是机会难逢,一个人若在一生中目睹一次日全食奇观,算是莫大的幸运了。(待续)