趁着日全食，南大科考队勇闯北美揭开日冕神秘面纱

趁着日全食，南大科考队勇闯北美揭开日冕神秘面纱

2024年4月8日，北美地区迎来了一场壮观的日全食。南京大学一支由本科生组成的国际科考队成功观测到了本次日全食的全过程，并采集到宝贵的大尺度日冕科学数据。

日冕FeXIV发射线图像，可见闭合冕环和日珥等特征

日全食，是指地球上部分区域的太阳光被月亮完全遮住的天文现象。在天文研究领域，它拥有着举足轻重的科学价值。一百多年前，天文学家正是在分析日全食期间的光谱中，首次在太阳中发现了氦元素，这一发现为人类的科学探索史添上了浓墨重彩的一笔。天文学家们还通过观测日全食期间周围亮星的光线扭曲，成功验证了引力透镜效应，第一次证实了广义相对论的正确性。日全食还为观测太阳的外层大气——日冕提供了绝佳的机会。观测日冕，无论是对研究太阳爆发，还是对预报灾害性空间天气，都有着十分重要的科学意义。

不过，受杂散光的影响，目前最先进的日冕仪也无法做到正好完全遮挡日面，往往要遮住更多的区域才行，这就导致无法对临近太阳表面附近（如1.5个太阳半径内）的低日冕进行观测。相比之下，在日全食期间，月面可以正好把日面完全遮住，从而实现对整个日冕（从低日冕到高日冕）的完整观测。“低日冕是太阳风暴的源头，也是太阳风的起源地。”南京大学天文与空间科学学院教授程鑫表示，目前这两个现象是太阳物理和空间科学研究的重要对象。于是，程鑫提出了《基于2024北美日全食观测的日冕大尺度结构研究》项目，并得到了学校的大力支持。

日冕可见光图像，可见大尺度日冕结构，中间日食区域为“羲和号”同时观测的色球图像

2023年8月，项目组成立了一支南京大学日全食国际科考队，由南京大学的程鑫、何秋会，以及国际天文联合会日食工作组主席、云南天文台研究员屈中权担任指导老师，并遴选出优秀本科生成员参与。程鑫表示，观测日全食的机会比较难得，组建这支科考队，一方面是为了对学生进行从科学设备研制、实地观测、数据定标到科学分析的完整科学训练，获得学术“巅峰体验”；另一方面可以借助日全食的契机，探索太阳大尺度日冕的精细结构及其动力学过程。

为了确保观测任务的顺利进行，科考队的成员们经历了严格的培训和准备。他们在云南天文台凤凰山总部跟随屈中权研究员学习，进行了日全食科学观测的前期培训，深入了解日全食观测的科学原理和技术要求。并且在过去半年多时间里，自主规划、决策并完成了观测设备的组装和调试；多次进行模拟观测，不断调整相关仪器设备的参数，为这次实地观测做好了充足的准备。

随后，科考队开启了勇闯北美的日全食探索之旅。

南京大学日全食科考队第一小分队在阿灵顿地区观测

美国中部时间4月8日这一天，综合考虑了天气和交通情况，科考队选择兵分两路，分别在美国得克萨斯州阿灵顿地区、阿肯色州奥登地区进行本次日全食观测。中午时分，月亮如约而至，遮住了太阳。那一刻，太阳变成了一个深邃的黑洞，只留下一个金色的光环。大家被这突如其来的黑暗所震撼，发出惊叹之声。由于这次日全食发生在4月7日月球过近地点的后一天，月球的视直径比太阳大了约5.5%，整个全食阶段持续时间约有4分钟，在历史记录中属于相对较长的日全食，这为科考队的观测提供了充足的时间。

团队成员吴思哲同学正在调试设备

当天，黄禹豪、李宜骅、劳晴晖在得州大学阿灵顿分校的体育场观测到了本次日食的全过程，并拍摄到了食甚期间的日冕FeXIV发射线图像，图像中可以看到闭合冕环、日珥等精细特征；而在阿肯色州奥登镇，吴思哲拍摄到了本次日全食期间的大尺度日冕结构。

这次的成功观测，南京大学日全食国际科考队采集到了宝贵的科学数据。在未来的日子里，科考队成员将深入分析本次日全食观测数据，研究日冕大尺度结构的动力学特征，也将利用三维全球磁流体动力学模拟合成观测图像与本次实地观测图像进行详细比较，建立本次日全食期间的全球三维日冕模型。

本文原文来自极目新闻