44 2020 日環(huán)食來臨，人類不能放松對太陽的警惕

2020 年 6 月 21 日，我國的很多地方都可以看到精美絕倫的日環(huán)食天文奇觀。每次發(fā)生日食的時候，到底哪些地方能看到呢？其實，如果你能跑到太空中去觀察，這個問題就會變得一目了然。理論上，每年至少會有 2 次機會，月亮在地球上投下一個影子，身處在這個影子中的人，就能看到日食了。但我們都知道，地球是在自轉的，所以這個影子也會隨著地球的自轉自西向東運動，把影子連起來看，就形成了一條日食帶，身處日食帶中的人，都能看到日食。月球的落在地球上的影子有實和虛兩個部分，在天文學中，實的影子被稱為本影，虛的影子被稱為半影。處在本影區(qū)中的人，就能看到日全食或者日環(huán)食了。

現(xiàn)在我們在屏幕上看到的這張圖就是 2020 年 6 月 21 日的日食帶的圖，你不妨可以對照著看一下自己落在了本影區(qū)還是半影區(qū)。

那為什么有時候能看到日全食，有時候只能看到日環(huán)食呢？這緣于地、月、日系統(tǒng)的一個非常微妙的巧合，月球的直徑大約是太陽的四百分之一，一個驚人的巧合是，地球到月球的距離也恰好是地球到太陽距離的四百分之一，這就使得從地球上看過去，太陽和月亮幾乎是一模一樣大。也正是因為這個巧合，中國古人才會把太陽稱為陽，月亮稱為陰，因為在人們的眼中，這兩樣東西的大小地位差不多。但是科學卻告訴我們，眼見不一定為實啊。

不過，畢竟在四百分之一前面還有個大約兩個字，地球繞日軌道是一個橢圓，因此就會有遠日點和近日點之分，而月球繞地球的公轉軌道也同樣是一個橢圓。這就導致了，每次發(fā)生日食的時候，地、月、日這三者的相對距離都是不同的，因此，有時候從地球上看過去，月亮會比太陽大一點點，這時候人們就會看到日全食，而有時候，月亮會比太陽小一點點，無法完全遮住太陽，這時候，人們看到的就是日環(huán)食了。6 月 21 日在地球日食帶的本影區(qū)中的人能看到的就是一次日環(huán)食天象。

但是，這里我要特別提醒所有的觀眾注意。盡管到時候太陽只剩下了一根細細的、美麗的金環(huán)，但太陽真的比你以為的要亮很多，如果你用肉眼去觀看，你還是會感覺亮得睜不開眼睛，這一點跟日全食很不一樣。所以，想要欣賞迷人的日環(huán)食，你需要一副日食眼鏡，保護眼睛很重要。

每次到了日食來臨的日子，幾乎所有的文章都會贊嘆太陽的美麗，無數(shù)的小學生這一天寫作文會寫道：萬物生長靠太陽，太陽是一切生命的源泉……，在幾乎所有的文學作品中，對太陽都是正面的描述，最壞的描寫無非也就是“驕陽似火、烈日當空”。但是，科學家卻比文學家對太陽有著更深刻的認識，人類中的科學家們從未放松對太陽的警惕，因為，太陽也有著令人膽寒的一面，它也很有可能給現(xiàn)代社會帶來難以估量的大災難，這并不是遙遠的未來才有可能發(fā)生的科幻，這個陰影其實一直籠罩著現(xiàn)代文明。天文學家們意識到這一點的時間其實很短，僅僅是在161 年前的 1859 年，才被一位叫做卡琳頓的英國天文學家意識到。

公元 1859 年 9 月 1 日早上，33 歲的英國天文學家卡林頓走進了自家設備齊全的天文臺。這一天早上，萬里無云。他走進天文臺圓頂，開始用漂亮的黃銅材質的望遠鏡觀測太陽。中午 11 點 18 分，正當他要準備收工的時候。令人震驚的一幕在毫無征兆的情況下突然出現(xiàn)了，有兩團水珠狀的白光出現(xiàn)在一大群太陽黑子中間，光芒亮如閃電，但外形不是像閃電一般的鋸齒狀，也不像閃電一樣稍縱即逝，而是一直在閃耀?？诸D一時措手不及，他以為是有一道太陽光透過了固定在望遠鏡上的遮陰板。他伸手搖了搖望遠鏡，希望能讓不需要的太陽光快速離開影像。但這道光芒卻依然留在太陽黑子群中間?？诸D終于意識到，不管這是什么，這并不是來自其他地方的反射光，而是來自太陽本身?？诸D看得目瞪口呆，那兩團光芒愈來愈強烈，最后竟然變成了如同兩個腎臟一般的形狀。

由于看到的景象太震驚了，他居然在望遠鏡前呆呆地坐了一個多小時，幾乎連動都不敢動，因為他想那些詭異的光芒會不會再度亮起呢？然而太陽沒有再出現(xiàn)任何異常。

之后，卡林頓開始進行數(shù)學計算。光芒持續(xù)了不過5分鐘，但在這短短的時間中，就已經穿過56000千米（幾乎是地球直徑的4.5倍）。要做到這一點，光芒必須以每小時67.6萬千米的速度移動。如此驚人的速度已經超出卡林頓的認知范圍，因為維多利亞時代的人習慣的是蒸汽火車每小時幾十千米的速度。然而驚人的數(shù)字還不止這些，從他畫的圖上那道光芒的范圍來判斷，大概有地球這么大。

第二天晚上，人類歷史上有記錄以來規(guī)模最大的一次極光突然降臨地球。一般來說，極光只有在地球的兩極附近才能看到?？墒?，1859 年的這次極光卻延伸到南北回歸線附近。

在百慕大地區(qū)，睡夢中的居民被強烈的極光照醒而睜開了眼睛。一位住在古巴圣地亞哥的西班牙裔技工告訴大家，當?shù)厝苏`以為世界末日來了。在牙買加的金斯敦，大多數(shù)人也認為地球即將毀滅，他們認為紅色的天空表示古巴已被烈火吞噬。雖然也有人認為這些光芒就是極光，但大多數(shù)人并不相信，因為極光從未出現(xiàn)在緯度這么低的地方。

極光也出現(xiàn)在大洋洲和太平洋。在大洋洲南部的卡潘達，鮮亮的粉紅色光芒照亮了南方的天空。同樣的景色一直持續(xù)到晚上9點，月亮出來后，極光的強度增加了，比原來的月光更強，感覺就像黎明提早來臨，暖色系的天空轉成藍色系。

在歐洲，幾乎所有的城市都能看到前所未有的極光舞秀。這一天晚上，極光打破了緯度最低的紀錄。圣薩爾瓦多的《國家公報》報道，在北緯13度18分的拉烏尼翁也出現(xiàn)了極光。大家知道北緯 13 度什么概念嗎，海南島大約是北緯 20 度左右，13度相當于泰國曼谷的緯度了。

正是這次史無前例地震撼天象，讓科學家們認識了太陽耀斑爆發(fā)和太陽磁暴，這兩者是相生相伴的。1859 年的這次磁暴，讓當時的電報通信網絡幾乎徹底癱瘓，因為磁暴會讓電器產生感應電流。在美國的很多電話局，從電報設備上爆出巨大火花，都打到旁邊的金屬架上。當天晚上所有的通信都癱瘓了。電弧持續(xù)了很久，辦公室里充滿了燒焦的木頭及油漆味道。甚至在華盛頓特區(qū)，一位電報操作員被一個巨大的電弧擊暈。在歐洲各地都是一樣的描述——伴隨著強烈的極光，電報通信一度癱瘓。

在之后的 100 多年中，人類科技迅速發(fā)展，電子電器設備像是蛛網一樣滲透進人類社會的每一個角落，幸運的是，1859 年這樣的太陽磁暴再沒有發(fā)生過。這種平靜直到 2003 年的萬圣節(jié)才被打破，在10月末到11月初，太陽耀斑和噴發(fā)反復地侵襲地球。在這段時間里，無線電通信變得不再可靠，衛(wèi)星電視接收變得時有時無，某些國家的移動電話無法接通，GPS讀數(shù)不準確……然而，2003 年萬圣節(jié)磁暴的強度僅有 1859 年那次強度的五分之一。

后來，當科學家們觀看太陽監(jiān)測衛(wèi)星 SOHO發(fā)回來的影響時，所有人都倒抽了一口涼氣，我們又幸運地逃過了一劫。在影像中，我們可以清晰地看到最后那次巨大的太陽耀斑閃光幸好是發(fā)生在太陽的側面，沒有正對著地球。如果正對著地球，天知道會發(fā)生什么?，F(xiàn)代社會對電器設備的依賴程度與 161 年前已經完全不可同日而語了。

1859 年那樣規(guī)模的太陽磁暴平均多少年會爆發(fā)一次？還有沒有可能爆發(fā)更大規(guī)模的太陽磁暴？這種規(guī)模的太陽磁暴會對人類的電網和通信網絡產生什么樣的影響？這些問題，我們現(xiàn)在都沒有答案。我們唯一清楚的是，絕不能放松對太陽的警惕，也不能放松對太陽的觀測、研究，我只能祈禱在下一次令人恐怖的太陽磁暴來臨之前，我們已經做好了足夠的防御措施。

今天我講的這些科學故事都詳細記錄在上海教育出版社出版的《太陽王》這本書中，在日食來臨的日子，我給大家推薦這本專門講太陽的經典科普書，我在我的電臺節(jié)目《科學有故事》中也詳細解讀了這本書，也歡迎收聽，它會讓您對太陽有一次全新的認知。

好，這就是本期的汪詰雜談，咱們下期再見。