笔者 东邪

根据美国宇航局的预测，今年唯一一次日全食将会在12月4日上演，这次日全食将发生在南半球，北半球的天文爱好者如果想要观测此次日全食，需要跑到南半球去。但NASA的专家表示，这次日全食可能只有专业的天文科学家、物理学家才能观测到，因为南极洲将是这次日全食的最佳观测点，一般的天文爱好者在目前情况下很难到达南极洲。

回顾以往与日全食相关的新闻，日全食每次出现都会引起广泛关注，不仅仅是因为日全食是一种视觉上的盛宴，还因为它的出现频率很低，一个地区一般要经过400多年才会出现一次。对于科学家来说，日全食的出现更是一次绝佳的科研机会。那么日全食是如何形成的？为什么科学家每次都十分重视日全食的出现呢？

日全食是如何形成的？

在介绍日全食之前，我们先来了解一下日食。日食又名日蚀，民间传说中的“天狗吃日”指的就是日食。日食有四种，分为日偏食、日全食、日环食和全环食，这些天文现象之所以可以形成，是因为光沿直线传播以及太阳、地球和月球三者的特殊位置关系。当月球运动到太阳和地球之间时，三者的位置又正好位于一条线上，那么月球就会遮挡住太阳直线射向地球的光。

太阳的光线照在月球上，使得月球的背影落在地球上，地球上的人类在白天观察到太阳的短暂消失，这就是日食现象。如果太阳完全被部分遮挡住了，就会形成日偏食现象；如果太阳完全被遮挡住了，就叫日全食。根据天文学界长期对日全食的观测和分析，总结出日全食的发生过程，总共会出现5种食像。

首先是初亏，从地球上的角度来看月球走得比太阳快，当月球追赶上太阳时，它的东边会与太阳的西边接触，这标志着日食的开始。第二阶段是食既，初亏发生后太阳被遮挡的面积逐渐增大，它所释放出的阳光强度和热度逐渐下降。大约1个小时后，由于月球的运动速度相对更快，它的东边与太阳的东边相“内切”，这标志着日全食的开始。

第三阶段是食甚，这是太阳被“吃”得最深的阶段，此时的月球中心基本移动到太阳中心距离的附近。在这一阶段里，太阳被月球覆盖的面积最多，地球上原本被太阳光照射的一面也如同黑夜。第四阶段是生光，指的是月球的西边与太阳的西边发生“内切”现象，它标志着日全食的结束。

最后一个阶段是复圆，即月球西边和太阳的东边相“接触”，这时候太阳已经完全“脱离”月球，标志着日食的结束。值得注意的是，日全食从开始到结束一般只有几分钟的时间，因此预测准确的出现时间十分重要。

为何科学家十分重视日全食的出现？

日食发生的机会还是比较多的，每年大概会出现两次，两次之间大约相隔半年。但平日里我们看到的大多数日食都是日偏食或日环食，看到日全食的概率比较小，因为一个地区每隔400多年才会出现一次，过去几代人中只有一代人有机会看到日全食。除了出现频率很低之外，日全食还具有巨大的观测意义，这是科学家们重视日全食的出现的原因。

日全食的出现是月球基本遮挡住太阳大部分面积造成的，这给地球上的科学家机会去观测太阳的日冕。平日里太阳的光芒十分刺眼，无法直接观测太阳，而日全食暂时掩盖了太阳的光芒，科学家可以观测太阳的日冕层，从而对太阳大气有更广泛的了解。天文史和物理史上有不少重大的发现是利用日全食的机会获得的，因此每一次日全食的出现都会引起科学界的关注。

根据NASA的预测，今年日全食结束后，下一次日全食要到2024年的4月才会出现。届时北美洲是观测日全食的主要区域。相比之下，欧洲的运气则差了点，据预测21世纪欧洲地区都不会出现日全食。

总结

由于能力有限，人类只能在地球上通过间接的方法去探究太阳，而且一些方法还需要等待特定的时机，日全食就是其中一个特殊时机。日全食的出现让科学家有机会研究太阳，帮助全人类了解现在的太阳已经发展到什么程度。