2019年日全食上演完畢！科學家們紛紛「秀操作」！

3天前，2019年7月2日，這一天，南美大日食正在上演！

南美洲數以百萬計的眼睛將仰望著面前的天空看著月亮逐漸「吞噬」太陽的好戲，而幾乎整個非洲大陸將會看到月亮遮住太陽至少一部分天文愛好者在智利和阿根廷部分地區將經歷《暮光之城》的場景，在白天享受著黑暗的到來，因為這是一場月亮會完全遮擋住太陽的日全食。

但是，當大多數天文愛好者沉浸在這令人驚嘆的景象中時，來自世界各地的科學家們已經沸騰了！紛紛開始「秀操作」！

研究日冕

這一天，科學家們能夠抓住日全食的寶貴機會來研究日冕，此次太陽將在望遠鏡中隱藏2分6秒之久。在日偏食期間，月球經常遮擋到太陽的一部分前面，而日偏食平均每年發生幾次，而在日全食期間，太陽完全被遮擋住了。日全食和日偏食之間的差異是巨大的，即使99%的太陽都被遮擋住了，也可以進行更廣泛的科學實驗。當太陽完全被遮擋時，難以捉摸的內部日冕就會顯現出來。

神秘的日冕由極熱的氣體組成，比太陽表面還要熱。儘管它的溫度很高，但由於其脆弱的性質，它比可見的太陽要暗幾百萬倍。研究日冕可以揭示太陽產生的太空天氣，這對地球有重大影響。

上世紀90年代，美國天文學家傑伊·帕薩喬夫(Jay Pasachoff)開始了一項觀測計劃，此後一直在監測不斷變化的太陽。通過測量日冕當前的顏色、形狀和溫度，科學家們希望能提高他們對太陽噴發和流光的理解。

馬薩諸塞州威廉姆斯學院的天文學教授帕薩喬夫是世界上三個觀測最多日全食的人之一。他週遊世界觀察了70次日食，其中34次是日全食。帕薩喬夫說:「在日全食期間，我們每次看到太陽的時候大約只有幾分鐘，但是都會給我們帶來一系列不同的特徵。」

對太陽特徵的觀察可以幫助我們更好地理解日冕物質拋射(CMEs)，即從太陽表面噴出帶電物質的爆發。當這些團塊在太空中向外移動時，它們會與地球這樣的行星相撞，並與它們的磁場相互作用。1859年，一場被稱為卡靈頓事件的太陽超級風暴引起了電線上的電擊和短路，甚至使電報與電源斷開。如今，在一個更加電子化的世界裡，類似的事件可能會產生重大影響。

而且太陽的溫度也會在11年的周期內發生變化。通過測量日冕中過熱的鐵，研究小組將能夠測量日冕的整體溫度，以研究日冕隨時間的變化。

第二組研究人員被稱為「太陽風夏爾巴人」，他們將在南美三個不同的地點研究日冕。這個小組由Hawai"i大學的天文學家Shadia Habbal領導，他們將在阿根廷的Cerro Tololo和其他兩個地點研究太陽，在多個地點觀測能讓研究人員搜集更多測量日冕結構的變化，儘管這種變化發生在非常小的時間尺度上。

不過這個計劃屢見不鮮。Habbai的團隊曾在2017年8月21日美國上空發生的日全食中使用了類似的策略。他們的目標是增加用於觀測的儀器，並研究尚未被研究的不同波長。

天文學家可以使用多波長成像和光譜測量技術，將光分解成其組成的波長，來檢測日冕不同部分的化學成分、溫度、密度、與熱量無關的運動和流出物。每個屬性都將在太陽表面附近進行研究，那裡是太陽磁場變化最大的地方，也是太陽風和日冕物質拋射產生和拋出太陽的地方。而且這次日食是獨一無二的，因為它發生在下午晚些時候，太陽將處於非常低的高度。此外，太陽接近太陽活動極小期，所以日冕結構的分布將與兩年前不同。

日本國家天文台的天文學家也將建立多個觀測站來研究這次日食。Yoichiro Hanaoka的研究小組將對靠近太陽表面的日冕進行觀測，這一區域是美國宇航局的太陽和日球觀測站(SOHO)和太陽陸地關係觀測站(STEREO)等天基觀測站無法觀測到的。通過將地面圖像與太空圖像相結合，Hanaoka和他的同事將能夠構建出完整的日冕圖像。

而且，Hanaoka的團隊不會完全由專業人士組成。他們將與廣泛分布在智利和阿根廷的日全食路徑上的業餘觀測者合作，組織多地點觀測，隨後將所有這些觀測結果結合起來，就能窺見日冕隨時間的變化，真正的做到了全民科學！

回到地球

當一些團隊將目光的注意力轉向太陽時，另外一個團隊將把視線牢牢地鎖定在地球上。由Miquel Serra-Ricart研究院研究員Astrofisica在西班牙調查地球大氣層的溫度的變化特別是電離層上層是大約80到1000公里高的地球表面，因為月亮的陰影會經過這裡的天文台。

Serra-Ricart說:「日全食會產生一個寬闊的圓形黑暗區域，大大減少白天穿過地球大氣層的相對狹窄路徑上的陽光。」「它對太陽輻射強度的影響與日出和日落時的情況非常相似，它會引起我們想要測量的地球大氣的變化。」

研究小組將追蹤當地球完全被太陽覆蓋時，陰影中的溫度下降的幅度和速度。他們還將跟蹤電離層的變化，以便更好地了解它如何影響夜間遠程無線電接收。

這不是第一次在日食期間對電離層進行研究。在1999年英國的日食期間，科學家就曾使用無線電來追蹤上層大氣的變化。儘管日全食對電離層的影響已經研究了50多年，但仍有許多未解之謎。我們大致知道這是如何發生的，但不是很精確。這次日食將給研究人員提供一個幾乎實時檢查充電和充電過程的機會。

當然，我想更多人的注意力應該是在享受這一場完美的天象，畢竟它真的很美！

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