科技日報記者?劉霞

北京時間4月9日，由太陽和月球聯袂出演的日全食“大片”將在北美洲上映。據悉，此次日全食帶將跨越墨西哥、美國、加拿大境內的大片陸地區域，當地人或能觀看到最長4分28秒的日全食過程。

圖片來源：物理學家組織網

日全食是一種罕見而壯觀的天文現象，當月球經過太陽正前方時，地球上的觀察者能夠看到太陽被完全遮蓋的景象。

這場“天文秀”為科學家提供了一場難得的科學盛宴。美國國家航空航天局（NASA）副局長帕姆·梅爾羅伊在近日關于日全食的新聞發布會上表示，日全食提供了“難以置信的科學機會”。美國要到2045年才能再次看到如此規模的日全食，因此NASA和很多科學家都在全力以赴。

物理學家組織網近日報道，當罕見日全食在北美開場時，科學家將對日冕、地球電離層等開展深入研究，也將研究日全食對動物和人類行為的影響。

圖為位于NASA沃洛普斯飛行設施內的3枚火箭。日全食期間，火箭將與科學儀器一起發射，研究地球電離層。
圖片來源：NASA官網

研究日冕和太陽活動

太陽大氣層包括光球層、色球層和日冕，日冕是太陽大氣層的最外層。

梅爾羅伊表示，日冕通常不可見，但當月球從太陽正前方經過并遮擋它時，日冕將“以一種非常特殊的方式”可見。日冕正在發生一些科學家還不完全了解的事情。

日冕異常的高溫迄今仍是科學界一大謎團。光球層溫度可達5500℃；色球層溫度從6000℃降至4000℃；而日冕溫度卻高達1000000℃—2000000℃。NASA退休天體物理學家弗雷德·埃斯佩納克指出，科學家仍無法解釋日冕如何被加熱到如此極端的高溫。

密歇根州立大學艾布拉姆斯天文館館長香農·斯莫爾指出，日冕最底部大部分地區是很多太陽活動發生的地方，在日食期間，比使用專用儀器遮擋太陽中心時更清晰可見，為研究日冕和太陽活動提供了黃金機會。

NASA的高空噴氣式飛機將再次升空，用更精良的望遠鏡追蹤月球的陰影，以研究日冕及周圍塵埃。這些塵埃是太陽系形成時遺留下來的殘留物。

在此輪日全食期間，太陽活動更多，甚至可能發生日冕物質拋射。NASA的帕克太陽探測器和歐洲空間局的太陽軌道飛行器將對太陽活動開展觀測，以揭示更多太陽的秘密。

調查地球大氣層變化

日全食還將為科學家提供研究地球上層大氣，即電離層變化的機會。NASA日食項目經理凱利·科瑞克表示，這項研究很重要，電離層中的干擾可能會導致GPS和通信出現問題。

電離層是地球大氣層與太空相接的地方，它受到太陽的影響，太陽白天會給那里的粒子“充電”。NASA的3枚探空火箭將在日食前、日食期間和之后從弗吉尼亞州發射，以測量電離層中出現的變化。

此外，日食會導致陽光大幅減少，有助科學家更多地了解太陽光對電離層的影響，從而更好地預測潛在的問題。

探索對人類和動物影響

日食期間，人們注意到地球動物曾出現過一些令人震驚的行為：長頸鹿開始奔跑，雞和蟋蟀突然開始鳴叫。此外，動物對溫度和風的敏感性也會在日食期間顯著下降。

美國康奈爾大學鳥類學研究員安德魯·法恩斯沃斯計劃利用天氣監測雷達探測飛行中的鳥類，研究日食對鳥類的影響。他表示，在2017年8月美國上次日全食期間，科學家觀察到“四處飛行的動物數量下降”。2017年的日全食擾亂了昆蟲和鳥類的日常活動，但沒有引發常見的動物夜間行為，如鳥類遷徙或蝙蝠亂飛。這一次，鑒于日全食發生在4月，鳥類可能更容易在此期間遷徙。這些模式對理解動物如何感知世界非常重要。

加州大學歐文分校心理學教授保羅·皮夫表示，日全食似乎能將人類與比自己更大的實體聯系起來。至于日全食對人類行為的影響，加拿大多倫多大學醫學教授唐納德·雷德爾邁耶3月25日在《美國醫學會雜志·內科學卷》雙周刊上發表研究報告稱，在北美上一次日全食期間，美國致命車禍的數量明顯增加。

此外，還有40個公民科學項目將圍繞日全食開展。從使用手機應用程序記錄溫度和云量，到記錄日食期間的環境噪音，整個日全食期間，人們將從各個層次不同角度充分享用這場“盛宴”。