精采主題
VOL:65期

看!天空中的太陽戒指

精采主題撰文/胡佳伶、陳怡軻 企編/陳怡軻

你看過日食嗎?雖然是白天,太陽卻在天空中一點一滴消失,黑暗緩慢籠罩大地,令人心底不禁升起一股涼意。日食一詞源自希臘文的「放棄」,似乎象徵著太陽拋棄了地球,將人們置於黑暗之中。許多文化都將日食視為不吉祥的象徵,比如在中國神話裡,日食是太陽被一隻打入十八層地獄的惡犬吃掉的結果,必須敲鑼打鼓和放鞭炮才能趕走惡犬;印度神話則認為日食是惡靈現身,一顆惡魔的頭飛過天空,將太陽吞噬了!

以前的人們因為不理解日食的原因,對日食感到畏懼,但隨著科學發展,日食的成因已被解密,科學家甚至能精準預測日食發生的時間與地點。今年6月21日,在臺灣就能看到難得一見的日環食。

了解日食的科學知識,讓我們在觀賞天文奇景之餘,還能想像現象背後、宇宙運行的模樣,體會科學解釋萬物的美。

為什麼會發生日食?

日食是太陽被月球遮蔽的現象,這個現象是怎麼發生的?月球每個月會繞地球運轉一圈,在這個過程中,若月球恰好位在地球與太陽之間,全部或部分的太陽就有可能被月球遮住,形成日食。但是,為什麼不是每個月都能看到日食呢?這是因為日食的形成需要太陽、月亮和地球在一直線上,如此一來月球才會遮擋住從地球上觀察到的太陽。然而,地球繞日公轉與月球繞地球轉的軌道並不在同一平面上,當月球行經地球與太陽中間時,未必能經過可遮蔽太陽的位置。

日食大致可分成三種類型:太陽完全被遮住的「日全食」、可以看到一圈環狀亮光的「日環食」以及只被遮住部分的「日偏食」。因為月球繞地球的軌道不是一個正圓,月球有時距離地球較近、有時較遠,當月球距離地球較近,能完全遮住太陽,因而形成日全食,此時大地會變暗,如同黑夜一般,甚至可以看到天上的星星,若是月球距離地球較遠,則可能看到太陽光像一圈金戒指的日環食,而日偏食則是月球只遮住了一小部分太陽。

如何才能看到日食?

每一次的日食,只有地球上特定區域才能看到,很幸運的,今年6月在臺灣就能看見日食!

今年的日食從非洲東部開始,經過阿拉伯半島、印度、中國、臺灣等地,如上方地圖中的橘色區塊。而地圖中兩條紅色線以內的區域,是能看到日環食的「環食帶」;環食帶的中心則以藍色線標記,愈接近中心線的地點,看到日環食的時間就愈長,環食也愈對稱美麗;而環食帶以外的橘色區塊,則是能看到部分太陽被月亮遮蔽的日偏食,也相當精采!

這次環食帶通過雲林以南、新營以北的區域,而且環食帶中心恰巧經過嘉義市,天文迷們無不對這次的日食充滿期待。臺灣前一次的日環食發生在八年前的5月,下一次要在臺灣看到日環食,要等到195年後的6月28日!這可是比76年才能看見一次的哈雷彗星還要罕見、彌足珍貴!

在臺灣就能看到日食固然讓人興奮,但究竟要如何觀察呢?欣賞日食有一個原則非常重要,那就是:要小心保護眼睛!雖然月球將太陽遮住了,但太陽光還是非常強烈,千萬不可用眼睛直視或以望遠鏡觀察太陽!眼睛是很脆弱的器官,過度強烈的光線會造成永久且無法恢復的影響。望遠鏡的聚光效果,甚至會加劇太陽光對眼睛的傷害。那麼,有什麼方法可以安全觀看日食呢?

有一個聰明的辦法:利用「針孔成像」在地上看日食!這個方法顧名思義是利用如針一般的小孔洞,把太陽的影像呈現出來。因為光線是直線前進,太陽發出的光透過孔洞後,會在另外一側形成等比例縮小的影像。日食發生時,若在大樹下仔細瞧,會看到什麼呢?由於葉子間的空隙巧妙形成了無數個天然針孔,使日食影像投射在地面上!但找不到大樹也沒關係,在一張紙上戳一個小洞,放在太陽光底下,也能在紙張下方看到日食的成像......

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2020年6月 ]