互动科普

直击日全食

本刊记者  虞骏

日全食算得上是最震慑人心的天象奇观。中国台湾著名的天文摄影师陈培堃曾对我说，任何人只要经历过一次日全食，都会对大自然心存敬畏，成为日全食最忠诚的追随者。可惜的是，日全食非常罕见，如果只生活在一个地方，很可能好几辈子都无缘目睹它的壮美。

众所周知，在万有引力的牵引下，月球绕着地球旋转，而地球又带着月球共同绕太阳旋转。每当月球运行到地球和太阳之间，把它的阴影投向地球时，便有可能发生日食。不过，虽然月球每个月绕地球旋转一周，但它拖出的阴影也不是每次都能扫过地球表面。如果把地球围绕太阳公转的轨道摊在一张纸上，我们会发现月球围绕地球旋转的轨道无论如何无法“摊平”在同一张纸上，而是“倔强”地翘起来。只有当月球经过太阳和地球之间，又恰好位于这张“纸”上时，日食才会发生——这样的机会每年大概有2~5次。

乍看起来，每年出现2~5次的天象似乎算不上罕见，但一个巧合让日全食成了真正的奇迹。太阳的直径是月球直径的400倍，而地球到太阳的距离也刚好是月球到地球距离的400倍（由于日地距离和地月距离在不断变化，这个比值会在362到426之间浮动）。因此从地球上看，太阳和月亮的大小相差无几——这样的情况，哪怕在整个太阳系里，也是独一无二的。可想而知，要看到大小几乎“相同”的两个物体完全遮挡，必须跟它们严格排成一条直线。

实际情况正是如此。当月球长长的本影（即太阳被遮住、完全没有阳光的阴影）跨越近40万千米，投射到地球表面时，直径已经从三千多千米缩水到几百千米。扫过地球表面时，它会留下又窄又长的一条轨迹，我们称之为全食带。只有在全食带内，才能看到太阳被月球完全遮蔽，但它的覆盖区域还不到地球总表面积的1%。如果再扣除占据大部分地表的海洋和无人地带，每次能够看到日全食的地点就更少。

此外，月球阴影在地面上的移动速度至少为每小时1,700千米，最快甚至超过每小时8,000千米。哪怕你站在全食带正中央，直径数百千米的本影从头顶上一扫而过的时间，最多也不过几分钟。平均来说，地球上任何一处地点都要等上300年，才有机会看到短短几分钟的日全食。就算是幅员辽阔的中国，整个20世纪也只能见到7次日全食，每次最长持续时间加起来，也仅有短短15分钟。

远征西北

正因为日全食如此罕见，每当它在地球上某个角落发生时，总会有成千上万的日食追随者跋山涉水、漂洋过海，提前聚集在狭长的全食带中，迎接月影从他们头顶掠过的那一刹那，感受黑色太阳带给他们的心灵震撼。不过，能满世界追着日全食跑的人，在中国毕竟是少数，大部分爱好者都和我一样，对发生在国外的日全食只能望而兴叹。

今年8月1日，日全食终于降临中国。由于恰好发生在北京奥运会前，我们都把这次日食戏称为“奥运日全食”。不过北京可不在全食带内，日全食从我国西北边陲阿勒泰入境，沿着古老的丝绸之路向东，经过哈密、酒泉一带，一直延伸到西安（详见《环球科学》2008年第7期《8月1日 去看日全食》一文）。尽管观测条件较好的地方仍属西北偏远地区，但从上一次1997年漠河日全食算起，已经等待了11年之久的我们，无论如何不应错过这次奇观。

7月31日下午，距日全食还有不到30小时，我登上了飞往乌鲁木齐的航班，在那里转机前往阿勒泰。随身携带的行李只有一副三脚架、一个25×100双筒望远镜，外加一台数码单反相机——目的明确，就是要把日全食记录下来。抵达阿勒泰已是午夜时分，边陲小城显得分外宁静，仿佛听得到夜空中星星眨眼的声音，不过对日全食的期待让我彻夜未眠。终于，8月1日的太阳从东方升起，透过宾馆的茶色玻璃将阳光火辣辣地照射在我的脸上。

被太阳唤醒的，还有沉睡中的阿勒泰市。这座小城规模不大，南北方向两条主路就是阿勒泰市的中心地带。老人们聚在休闲广场上晨练，孩子们在路边的树林里嬉戏，上班族依然行色匆匆，正常生活完全没有受到打扰。只有老人放在一边的收音机里播报着日全食的预报，提醒人们月球正以每秒500米左右的速度奔赴“舞台”中央，将在下午19点整精确地阻隔在阿勒泰与太阳之间。

专为日全食而来的我花了整整一个上午，寻找最适合观测的地点。日全食出现在西侧天空，然而漫步在阿勒泰街头，高大的骆驼岭却横亘在西侧，像一道屏风挡住了西边的视野。好在阿勒泰东侧也平卧着一条山岭，据说曾有一位将军在这里抛撒热血，因此得名将军山。沿着将军山上的沙石路攀爬而上，阿勒泰逐渐喧闹起来的人声被抛在脚下，取而代之的是半荒漠化地貌和扑面而来的热浪。

举目远眺，骆驼岭已经退到了地平线附近，光秃秃的山脊连绵不断，在烈日的灼烤下像水中倒影一般不停抖动。那些山岭和脚下的这座将军山一样，似乎整个由沙石堆成，在火辣阳光的斜射下，露出地面的石块投下深黑色阴影，在阳光刺眼的沙石地上形成鲜明对比。如果不是被晒得焦黄却仍然顽强生长着的野草，我真的有一种置身月球的错觉。站在“月球”上迎接月影的降临，还会有比这里更加梦幻的选择吗？

日食摄魂

下午16点，我扛着“长枪短炮”再次登上将军山。双筒望远镜稳稳架在三脚架上，事先备好的太阳滤光膜也套在了物镜前端，目标直指太阳。滤光膜的作用是阻挡掉99.999%的阳光，否则阳光经望远镜聚焦之后，瞬间就能令人双目失明。此时的太阳在望远镜中宛如一个洁白无瑕的玉盘，正值太阳活动极小期的日面上，甚至连平时偶尔能见到的黑子也看不到一颗。一阵阵热风卷着沙尘吹在望远镜上，把多出来而没有固定的滤光膜掀得噼啪作响。我抬头看了看天，深邃的蓝色中透出隐隐黑色，透明得像用水洗过一样，只有骆驼岭背后的远山顶上飘浮着朵朵白云，对已经偏西但依然光芒四射的太阳构不成丝毫威胁。

18点整，预报的日食开始时间刚过，望远镜中日面右下角就缺了一个口子，好戏开演了！我手持相机举在左镜筒后，3分钟按一次快门，记录着日与月的“战争”。黑色的月球剪影蚕食日面的速度之快，大大超出我的预料。十几分钟后，即便不用望远镜，太阳上的缺口也轻易可见。此时阳光仍然毒辣，察觉不出任何异常。从山上俯瞰阿勒泰，市区里依然车水马龙、人声鼎沸，仿佛周围的荒凉和天上的奇景都与尘世无关。不过在空旷地带的树荫底下，人们已经三三两两聚集起来，冲着太阳指指点点。

月球继续不紧不慢地吞食着太阳，又是十几分钟过去了，望远镜里的太阳已经“瘦身”成月牙，只是还略显臃肿。山脚下不远处的农家院里，几条狼狗显然察觉到了异常，突然吠叫起来，顿时整个村庄狗叫声此起彼伏连成一片。直到此时我才留意到，一直在噼啪作响的滤光膜不知道什么时候安静了下来——风停了，同时消失的还有一直在头顶盘旋的几只雄鹰。伸出双手十指交叠，让阳光透过指缝射在沙石地上，小孔成像原理让一个个弯月般的太阳像出现在双手的阴影之中——可惜我腾不出第三只手来操控相机拍下这一奇景。

20分钟后，阳光也失去了热气逼人的威力，就像冬日里初升的太阳透过薄雾照在身上，给我一种暖洋洋的感觉。望远镜中的太阳，从细细的娥眉月缩成一条窄窄的亮边，变化速度越来越快，甚至直接就能察觉到亮边在缩短。手机上预先设定的闹铃猛然响起，距离月亮完全遮挡太阳还剩30秒。我把视线从望远镜上移开，抬起头仰望天空，光亮正在迅速消失，色彩却愈加饱满，从天蓝过渡为深蓝，再转化为蓝黑，浓郁得可以拧出水来。最后一丝阳光还在苦苦挣扎，耀眼的金星已经迫不及待地从蓝黑色天幕上跳了出来。

在扯掉太阳滤光膜的那一刹那，太阳终于熄灭了。原本应该属于太阳的位置，出现了一个被白色光晕包裹的“黑洞”，似乎要把世界上仅存的光亮全部吞噬进去。那一瞬间，整个世界都陷入了死寂，强烈的视觉冲击让视力以外的其他感官完全失去了响应。我感到了深深的恐惧，仿佛抢走了阳光就夺走了世界上的所有生机。幸好，耀眼的金星和明亮的水星还在黑太阳的左上方交相辉映，努力为世界带来些许光明。

或许，还有其他星星在深蓝黑色的天幕上闪耀，但我的肌肉已经僵硬，眼球已被锁定，甚至连思维也被冻结，根本想不到环顾左右。不知过了多久，或许很短，但感觉很长，一阵吼声不由自主地从喉咙中响起，我的“三魂七魄”才重新回到了身上。山脚下的阿勒泰也在此刻响起了震耳欲聋的喊叫声，仿佛所有人都从沉寂中惊醒，用最原始的方式表达内心的激动。这一刻，人类的渺小和大自然的伟大形成了鲜明反差。

没有再浪费任何时间，我一头埋进了望远镜后面。在照片中早已熟悉的日全食景象，第一次生动地呈现在我眼前。黑色的太阳被珍珠色光晕包裹，这是太阳的高层大气日冕，平时隐藏在耀眼阳光中无法看到，只在日全食时才会显现出来。日冕鹅毛般的细腻纹路呈辐射状向外发散，但左右两侧的整体形状明显不同：左侧向外张开成V字，右侧则似一个箭头向前射出。

在黑色日轮的右上方，一条巨大的火舌向外吐出。这是太阳表面剧烈活动的结果：强大而扭曲的磁场重新排布磁力线，释放出庞大的能量，将太阳低层大气色球层上的物质抛射到高空，形状就像太阳上多出来的耳坠，所以被称为日珥。艳丽的粉红色使日珥极为抢眼，向外喷发的姿态又令它极具动感，我甚至感觉到它在向外升腾。不过理智告诉我，如此短暂的时间里，不可能察觉到日珥的任何变化。

一饱眼福之后，我抓起相机凑在望远镜后抢拍，眼睛仍然紧盯着取景器里的日全食影像舍不得转睛。这时我倒羡慕起了传说中三头六臂的哪吒，至少他可以一双眼睛观全景，另一双眼睛盯望远镜，第三双眼睛兼顾相机。可惜时间不会因为任何理由而耽搁片刻，取景器中黑太阳的右下角突然爆出一颗比钻石还要夺目万倍的亮点——这是从月球边缘的峡谷中透射过来的第一缕阳光。“贝利珠！”我情不自禁叫出声来，随之响起的是阿勒泰市的又一次集体欢呼。

亮点迅速增亮扩大，很快就让人无法直视。几秒钟前还在闪耀的水星突然不见了踪影，连金星也很快消失在迅速变亮变浅的蓝色天幕背后。日全食就此落幕，接下来一切就像日食前半程的时间反转，月球从日面的左上方一点点离开，还沉浸在瞬间昼夜更替的奇景中无法自拔的我，对这些变化已经提不起任何兴趣。

期待重来

对于如此摄人心魄的天象奇观，短短1分25秒的体验时间显然远远不够。回顾这个短暂的“黑夜”，我的脑海中除了种种极不真实却又千真万确的异象以外，还留下了太多遗憾。比如，为了拍照放弃了尽情欣赏日全食的良机，却由于心情激动没能拍到一张满意照片；太过执著于望远镜观测，却忘了用肉眼观察月球本影降临大地的宏大场面；日全食时手忙脚乱，弄得满头大汗，完全没有留意到温度是否发生变化。日全食结束时，我心里想得最多的一句话是，假如一切可以重来……

幸运的是，用不着等待太久，我们将迎来另一场观测条件更好的日全食。2009年7月22日，日全食将再次光顾中国，依次经过成都、重庆、武汉、杭州和上海等城市，全食持续时间最长可达6分钟。到时候，我肯定会守候在全食带中，迎接黑色太阳的再度出现。一旦错过了这次机会，再想看到中国境内的日全食，就要等到2034年了。