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​(談天說地)日食之下,求索不息 張家偉 吳黎明

 8月12日的日食出現前一天,筆者來到位於英國巴斯的赫歇爾天文博物館。可以安全觀測日食的專用觀測鏡早已銷售一空,折射出人們的熱情。

 本次日食受到天文愛好者乃至普通民眾的高度關注。12日當天,英國出現了難得一見的日偏食,在太陽被月球遮蔽程度最大的食甚階段,多地可見超過90%的太陽圓面被月球遮擋。在西班牙、冰島等地,幸運的人們能觀測到日全食。

 人們在赫歇爾天文博物館搶購觀測鏡,為這份天文仰望增添了一重歷史意味。博物館所在的巴斯新國王街19號,正是英國天文學家威廉·赫歇爾1781年發現天王星時的住所。兩個多世紀前,他在這裡親手製造望遠鏡、對星空進行觀測搜尋;今天,人們又在這裡購買觀測鏡,等待月影掠過太陽。

 博物館策展人伊齊·沃爾在館內向筆者講述赫歇爾改進觀測工具的過程。她說,在天文興趣的驅動下,赫歇爾花了大量時間使用銅錫合金製作鏡面,不斷試驗兩種金屬的配比,以尋找最佳配方。

 沃爾說,赫歇爾製作的望遠鏡性能超越了當時可以買到的最好產品。他與妹妹卡羅琳還開創了一套新的系統觀測方法,分區觀測天空。正是在尋找雙星的系統觀測中,赫歇爾注意到一個不像普通恆星的天體,最終這一天體被確認為一顆新行星——也就是如今我們熟知的天王星。

 發現天王星並非赫歇爾探索星空的終點。他研究雙星、星雲和銀河系,也深入觀測太陽。1800年,赫歇爾用棱鏡分解太陽光,並用溫度計測量太陽光譜不同區域的加熱效應。他發現可見光譜紅光一端之外區域溫度更高,由此推斷存在不可見的「熱射線」,即今天所說的紅外輻射。人類對宇宙的觀測,由此從可見光延伸至不可見光。

 在沃爾看來,赫歇爾的故事不僅關乎觀測和發現,也關乎創新。她說,科學家會不斷追問,為了弄明白一件事,需要什麼技術、什麼工具?「很多時候,你有一個想要解答的問題,但現有技術還無法讓你回答它。因此,你必須發明相應技術,才能找到最初那個問題的答案。」

 兩個多世紀後,這種探索精神還在延續。本次日食為科學家深入研究太陽提供了一次難得的機會。據《自然》雜誌網站報道,科學家至今仍未弄清,為何位於太陽大氣最外層的日冕溫度比下方的太陽表面高出數百倍。一批研究人員此次前往西班牙和冰島,利用日全食的短暫窗口期開展研究。

 報道說,美國夏威夷大學馬諾分校天文學家沙迪婭·哈巴勒的團隊在冰島和西班牙設置5個觀測點,使用光譜儀和配有特殊濾光片的高分辨率相機進行觀測,研究日冕溫度和結構。這些數據還有助於改進對地磁暴等空間天氣事件的預測。

 從銅錫合金鏡面、棱鏡和溫度計,到光譜儀、高分辨率相機和空間觀測設備,工具不斷革新,人類探索未知的邊界也不斷向更深處延伸。售罄的日食觀測鏡承載著普通人一睹天象奇觀的期待,分佈各地的觀測點寄託著科學家破解謎題的雄心。方式雖不同,源頭卻相同——人類對未知天空始終懷有好奇。

 日全食的關鍵觀測窗口期很短,這場由好奇心驅動的探索卻會持續下去。沃爾說:「發現的願望、探索的追求推動著創新,200多年前如此,今天更是如此。」◇