7月22日的大日食绝对是一次“天文盛宴”：无论是公众，还是天文学家，都忙得不亦乐乎。

　　对于公众而言，日全食是最为壮观的天象之一；而对于天文学家而言，观测日全食则有助于人类研究太阳对地球的影响。据了解，中国科学院和国家自然科学基金共同支持了11项科学研究项目，还有一项是科普项目，实际上支持了12个项目。

　　今天，人类对日食天文现象有了全面、透彻的了解，但是，很多科学问题，如“日冕加热”、太阳黑子变化等都还没有解决，而日全食为天文学家寻找这些谜题的答案提供了难得的观测良机。 

　　那么这次“长江大日食”观测究竟科学意义何在呢？ 

　　新闻缘起 

　　7月２２日日全食的发生，不仅为２００９国际天文年增添了一次“天文盛宴”，更为世界各地的天文工作者提供了一次科学观测良机。 

　　江苏省天文学会秘书长李旻说，长期以来，太阳物理领域有三大谜题一直困扰着国际天文学界。这三大谜题分别是：日冕的加热问题、太阳耀斑和日冕物质抛射的产生问题、太阳黑子周期性变化的起源问题。日全食的发生，为天文学家深度观测太阳周围物质、寻找这些谜题的答案提供了难得的观测良机。  

　　有助解决“日冕加热”疑惑 

　　国家天文台张枚研究员介绍，日冕的活动对地球有重要影响，但至今还有许多未解之谜。在日全食的短暂瞬间，常常可以看到太阳周围除了绚丽的色球外，还有一大片白里透蓝，柔和美丽的晕光，这就是太阳大气的最外层──日冕。 

 　　根据恒星结构理论，人们认为，太阳发光的源泉是内部的热核反应，太阳的温度从内部的上千万摄氏度降到表面的几千摄氏度。但令人奇怪的是，光谱观测发现，到了太阳表面光球层以外的日冕层，太阳大气的温度又突然从几千摄氏度增高到上百万摄氏度。人们的一般常识是“离热源越近，温度越高”，但日冕层为什么离热源（太阳核心）越来越远，温度反而会越来越高？这一奇特现象已经困扰天文学家70多年，至今没有得到合理和公认的解释。而日全食发生以后，平时光芒四射的太阳被月亮完全遮住，日冕的光辉展露出来。 

　　“这次日全食在我国历史上持续时间最长，为解决‘日冕加热’疑惑提供了最佳观测和研究的时机。”张枚说。 

　　研究地球电离层结构和扰动规律 

　　日全食发生时，太阳的辐射会逐渐减弱，从而可能对无线电通讯产生影响，因此利用无线电通联的方法，就能测定太阳辐射对地球电离层的影响，研究电离层日食效应和电离层的性质。据了解，1997年3月9日的日食发生时，有人曾在漠河进行实验，实验结果显示，日食开始时，以漠河为圆心，500公里以内的无线电信号全部消失。 

　　同时，日全食发生期间，还可进行地球物理观测，包括日照观测（日全食过程中地面接收太阳辐射的变化）、大气和电离层观测（利用阳光消失的过程深入了解大气层和电离层机制）、地磁和重力异常监测等。

　　探索太阳耀斑和日冕物质抛射谜团 

　　古今中外的天文学家还曾经数千次地观测到，在太阳周围的日冕层和较低一点的色球层，有时亮度突然增加，这一现象被称为“太阳耀斑”。大的太阳耀斑爆发时，其瞬间的亮度可以达到平时的几千倍，有的如一条巨龙在太阳上飞舞，有的则像从太阳上发射的绚丽礼花；此外，太阳大气中还有一种活动最为剧烈的现象“日冕物质抛射”，这一现象爆发时，等离子体物质从接近日面的低日冕喷出，就像从太阳发射出的猛烈炮弹一样，瞬时释放出巨大的能量，当这些物质和能量传播到地球附近时，可以造成短波通讯中断、卫星工作失常等破坏现象。对“太阳耀斑”和“日冕抛射物质”现象的成因，科学家至今无法解释，更无法准确预测。 

　　“耀斑是最强烈的太阳活动现象，因为目前对太阳磁场的精确测量只限于光球层。所以人们认为，耀斑是受太阳磁场影响而成，但其实太阳耀斑起源于日冕磁场，日全食的上演可以提供研究的良好观测时机。”国家天文台科学家包星明博士说。 

　　寻求太阳黑子的变化原因 

　　太阳黑子是太阳上的小黑点。科学家通过对太阳黑子几百年来的系统观测，发现日面上的太阳黑子的数目具有平均为１１．１年的周期变化，这一周期被称为“太阳活动周”。太阳黑子较多的年份，太阳上的活动现象如太阳耀斑、日冕物质抛射等就比较频繁。此外，人们还发现，不仅黑子的数目呈现周期性的变化，它们在太阳表面上出现的位置也呈现出规律性的变化。但直至现在，科学家仍然不能解释太阳为什么会产生黑子？为什么在不同的时段、在不同的地点产生黑子？为什么有些黑子的出现会引发太阳活动，而有些黑子则不会引发太阳活动？ 

　　目前，国际天文学家普遍认为，要解开太阳的这些谜团，谜底就藏在太阳的磁场中，是磁场控制着太阳上的各种活动现象。而日全食的发生，十分有助于科学家进一步研究太阳磁场。 

　　 寻找水星轨道内小行星 

　　水星内行星的寻找，这项研究项目已经有上百年了。“去年和今年都有这个观测项目研究，水星离太阳比较近，它和太阳一起升落，所以平时不容易看到水星，日全食期间，月亮挡住整个太阳，有希望看到水星和有可能存在水星轨道以内的小行星，但是在水星内有没有小行星目前还不能确定。”包星明说。 

　　另外，天文学家还可通过日全食机会寻找太阳附近的彗星。 

　　有助开展寻找引力波的探测实验

　　由于引力波探测是关系到能否打开一扇天文观测窗口的大事。所以上世纪至今,世界少数发达国家倾注大量的人力、物力、财力于引力波的实验探测。但是截至今天还没有人宣布直接测量到引力波。而日全食可以为引力波及其他基本物理问题的探索提供机会。我国科学家曾经用高精度微伽重力仪，在日全食的“初亏”和“复圆”时检测到两个“重力谷现象”，这是中国人成功探测到引力波的重大实验。（徐存存）

　　科学掌故

　　人类在日全食中发现氦元素 

　　１９世纪前，人们普遍认为，人类永远不可能知道天体的化学组成，因为人类不可能把星星拿到地球上做化验。但是，１９世纪初，科学家发现太阳光谱不是连续的，而是有许许多多的暗线，其叫做吸收线。光谱就像人类的指印，不同的化学元素对应不同的光谱。人们分析光谱就可以知道太阳有些什么元素。 

　　１８６８年８月１８日，在现孟加拉国附近，有一次条件比较好的日全食，法国天文学家让桑在观测日全食的时候，看到日珥光谱里面有一条奇特的黄线。这条黄线跟钠线的位置相似，但不是钠，而是一种未知的元素。 

　　让桑于是写了一封信寄往巴黎科学院，这个信在路上走了两个多月才到达巴黎。无巧不成书，这个时候巴黎科学院收到了另外一封信，是英国天文学家洛克耶寄过去的，也报告了在日全食观测中同样的发现。同样的两封信报道了一样的情况，引起了科学界的高度重视。 

　　 科学家们给这种新元素起名为Helium（氦），这个词源自古希腊语太阳，意思是“太阳元素”。这时候，人们还没有在地球上发现氦元素。难道氦真的是独一无二的“太阳元素”？人们为此苦苦探索。 

　　值得一提的是，为了继续研究氦元素，１８７０年普法战争期间，让桑乘着气球从法国巴黎突围，然后前往非洲观测日全食。

　　１８９５年，科学家通过分析钇铀光光谱时发现了氦。让桑后来说：“寻找氦使我想起了老教授找眼镜的笑话，拼命地在地上找、桌子上面找，找来找去，原来眼镜搁在自己的额头上面。”

　　科学疑问

　　日食期间，动植物会出现异常现象吗？ 

　　日全食期间，睡莲的花瓣、含羞草的叶片会闭合，而紫茉莉的花朵会绽放。这些理论推测真的会发生吗？7月22日，上海植物园将举办赏日全食活动，专家将和游客一起观察植物对日全食的反应，检验理论推测的实际可能性。

　　 植物园专家介绍说，植物是对光照十分敏感的一类生物，因此，理论上，日食造成的黑暗会使植物“误以为”黑夜降临，许多只有夜晚才会出现的现象会在日食期间发生，比如睡莲的花瓣、含羞草的叶片会闭合，而紫茉莉的花朵会绽放等。此外，根据理论推测，一些对光照反应强烈的动物也会表现出异常行为，如白天活动的蝴蝶、鸟类等会躲到树林里休息，飞蛾、蝙蝠甚至萤火虫等夜行性动物会出来活动等。 

　　不过，专家表示，这些异常现象只是理论推测或资料记载，究竟会不会发生这些现象，连科学家也存有疑问。因此，此次日全食对于植物专家而言也是难得一遇的良机。7月22日，专家将与市民一起观察身边的植物和动物的行为，验证预言的准确性。

来源：新华网 

责任编辑：房瑞标