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2020-06-01古今中外日食觀測事件與2020嘉義市日環食活動 606 期

Author 作者莊明娟、潘子和、吳建頤

今年是個特別的一年，才剛進入鼠年，就發生2019新型冠狀病毒疾病（COVID-19）全球疫情大爆發，難道與夏至日環食有關係嗎？人，對於未知的領域總是充滿好奇與恐懼，早期由於科學知識缺乏，面對太陽突然瞬間消失，認為是「天狗食日」的不祥災難徵兆。反觀現在大家對日食奇景趨之若鶩，瘋狂追逐，只能說日食的古今身價真是大不相同。

日食怎麼發生的？

當月球運行到太陽與地球之間，三者成一直線，月球擋住太陽後，投影在地表時，在影子當中即可看到日食現象。因月球繞地球軌道是橢圓形，時近時遠，當近地點的月球可完全遮住太陽時，在本影區可見「日全食」，反之則形成「日環食」，兩者在半影區則可見「日偏食」。根據統計，地球上每年至少發生2次日食，最多則可達5次，但發生在同一地點約需300年才能遇見一次日食。

2017 年8 月21 日美國日全食日冕景象。（作者提供）

中國古代的日食記錄

對於日食，古今中外都留下了許多有趣及科學性的記錄。仲康日食記錄了西元前2137年夏朝的日食事件，《尚書．胤征》中寫道：「乃季秋月朔，辰弗集於房，瞽奏鼓，嗇夫馳，遮人走…。」其中的「月朔」與「辰」就有日月合朔的意義。但中國文獻保存世界上最早確定的日食記錄是河南安陽出土的牛骨，上頭刻有甲骨文：「癸酉貞：日夕有食，佳若？癸酉貞：日夕有食，非若？」經鑑定為商（約西元前16~11世紀）晚期。

而長期連續性、系統性的日食記錄，則以《春秋》最具代表性，記錄由西元前770年到西元前476年中的37次日食，其中的33次經後人核對考據有其真實性。而記載日環食的唯一記錄是在《元史‧ 天文志》裡，內容寫得非常生動：「至元二十九年正月甲午朔，日有食之。有物漸侵入日中，不能既，日體如金環然，左右有珥，上有抱氣。」

明末西方天文學知識開始傳入中國，關於日食的記錄則更顯出科學價值。例如嘉靖時江西《東鄉縣志》：「正德九年八月辛卯朔，午時忽日食既，星見晦暝，咫尺不辨，雞犬驚宿，人民駭懼，歷一時復明。」

從春秋到清末，中國共記載達1600多條日食記錄，在現代天文學研究中仍有很大的利用價值。

古代西方人看日食

在西方則有著名的泰勒斯日食（Eclipse of Thales）。於西元前585年5月28日，古希臘歷史學家希羅多德（Herodotus）的《歷史》（Histories）提到，古希臘學者泰利斯（Thales of Miletus）預測小亞細亞（今土耳其）一帶將會發生日全食，藉此警告並消弭了利底亞（Lydia）和米底亞（Medes）兩國為期5年之久的爭戰。泰利斯可能是利用巴比倫的日食預報方式，以18年的沙羅週期（Saros）推算出來的。他以科學來解釋自然現象，而被尊為「科學與哲學之父」。

時間來到18世紀，英國天文學家哈雷（Edmond Halley）首度提出預報地圖，指出1715年5月3日的日全食時間長達3分33秒。當天哈雷在倫敦進行觀測，結果預報的日食發生時間精確度在4分鐘以內，預報距離約有20哩誤差，修正後提高了1724年日全食的預報精確度。同時期，法國國王路易十五（Louis XV）的御前天文學家勒波特（Nicole-Reine Lepaute）夫人在1762年發表論文，成功預測兩年後1764年4月1日在巴黎可以看見的一次日食，堪稱「超強人肉計算機」。

驗證廣義相對論的重力透鏡效應

1915 年愛因斯坦（Albert Einstein）發表廣義相對論，他認為太陽的重力能彎曲時空並造成光線偏折，即重力透鏡效（gravitational lensing），而日全食是絕佳驗證時機。1919年5月29日，英國愛丁頓爵士（Sir Arthur Eddington）率領觀測隊前往非洲外海普林西比島觀測日全食，當時他們選定太陽周圍的一顆恆星作為目標，根據廣義相對論的預測，它的位置看起來會偏移1.75角秒。從艾丁頓拍攝的日全食照片中，他發現那顆目標星的位置偏移約1.68角秒，相當接近預測值，因此奠定了愛因斯坦在科學界的地位。

1919 年愛丁頓爵士率領觀測團隊所拍下的日全食照片，本次的觀測也驗證廣義相對論重力對光線偏折的預測。（F. W. Dyson, A. S. Eddington and C. Davidson, public domain, Wikipedia）

2017 年美國日全食的太陽黑子景象。（作者提供）

2017 年美國日全食的鑽石環與日珥。（作者提供）

歷史上的臺灣日食事件

臺灣也曾出現很盛大的「日食熱」。1941年9月21日，只有淡水以北的地方才能看到日全食，當時日本天文學家出海到彭佳嶼進行觀測，臺灣氣象臺還特別購買分光儀專門研究太陽。而1955年12月14日全臺可見日環食，是近200年來食甚時間最長（約12分9秒），全臺學校宣布放假半天讓大家觀測。1958年4月19日嘉義以北及2012年5月21日桃園以北也曾發生日環食。

2020 日環食抵嘉

「日」月來相逢，「環」成金戒指，「食」分真正大，「抵」定夏至日，「嘉」義耀幸福。

上述的藏頭打油詩「日環食抵嘉」，說明了今年的夏至日6月21日，位在環食帶中心線的嘉義市天空，將上演太陽與月亮最浪漫的邂逅，也就是百年難得一見的天文奇景「日環食」，這可說是老天爺送給幸福的嘉義人最完美的「上帝金戒指」。

已故詩人余光中曾為嘉義寫下美麗的詩句﹕「北回歸線是一條敏感的琴絃，因太陽的回顧而奏出樂音。」每當夏至來臨，太陽直射北回歸線，正中午就會出現「立竿不見影」的天文現象。

感謝上天的巧妙安排，今年的夏至日讓嘉義在同一天內可以見證兩個天文奇觀，如此完美的巧合機率到底是多少呢？根據統計，日環食和夏至同一天極為罕見，但沒有固定的頻率。上一次日環食逢夏至可追溯至1648年6月21日，當時臺灣也可見日偏食現象。而下一次日環食逢夏至，則要等到2039年6月21日，但臺灣無法觀測到。

由此可知，今年的夏至逢日環食，就在臺灣嘉義的上空完美登場，而這一天也剛好是星期日，真的是天時地利人和。如果錯過了這一次，又不想花錢出國追日食，下一次在臺灣要看到日全食就必須等到2070年4月11日的恆春以南。再下一次的日環食則要等到2215年6月28日的臺南高雄，幾乎是200年後了！所以讀者一定要好好把握觀看今年夏至日環食的機會。

這一場令天文迷引頸期盼的世紀天文秀，預計將在嘉義時間6月21日下午2：49初虧，4：14食甚，5：25復圓，全程約2小時36分。環食帶將從非洲中部開始，經過中東、印度北部、西藏、中國大陸東南各省至臺灣，再進入太平洋。而環食帶的中心則從金門、澎湖北方海域及雲林縣口湖鄉附近進入臺灣後，一路往東延伸到臺東成功鎮。

中心線左右兩側約23 公里的範圍也可以看到日環食，大約是雲林斗六以南、臺南新營以北的區域。在環食帶內，只要當天下午可以曬得到太陽的地方，都有機會可以看到日環食。

嘉義市天文協會早在兩年前就開始巡迴雲嘉南各中小學，向師生宣導日環食相關知識，尤其是如何安全玩日食。希望透過有趣的活動，讓大家做好準備，成為日環食最好的宣傳大使。

本次「主場在嘉義，金環閃諸羅」系列活動由嘉義市政府主辦，預計從6 月20 日晚上開始，在主場北香湖公園安排大師講座和觀星活動，6 月21 日早上從10 點開始，也有第二場的大師講座，並有專人架設安全的觀日望遠鏡以及周邊活動。嘉義縣政府觀日活動主場則在北回歸線太陽館，嘉義縣市各地都會舉辦豐富的觀日旅遊活動，希望大家在這趟「來嘉看日環食」的旅途當中，留下美好的回憶。

延伸閱讀
2020 嘉義市日環食系列活動，https://reurl.cc/vDKYao。