2023-03-20 12:43

不要错过日食:美国宇航局发布了即将到来的日食新地图

2022年11月月全食期间月球的外观。美国宇航局发布了一张新的地图,详细描述了2023年和2024年美国的日食。图片来源:美国宇航局科学可视化工作室

2023年和2024年的日食发生在美国,你会在哪里?

美国宇航局发布了一张新地图,可以帮助你做出决定。

根据美国宇航局几次任务的观测结果,这张地图详细描述了月球阴影在2023年10月14日日环食和2024年4月8日日全食期间穿过美国本土时的路径。

根据美国宇航局不同任务的观测结果,这张地图显示了2023年日环食和2024年日全食期间月球阴影将穿过美国的位置。该地图由NASA的科学可视化工作室(SVS)与NASA太阳物理学激活团队(NASA HEAT)合作开发,后者是NASA科学激活组合的一部分。图片来源:NASA/科学可视化工作室/Michala Garrison;由美国宇航局戈达德太空飞行中心的厄尼·赖特计算日食

这些穿越大陆的黑暗路径表明,当日环食期间,月亮挡住了太阳的所有外缘时,观察者需要看到“火圈”,以及在日全食期间,月亮完全挡住太阳的圆盘时,太阳的鬼白色外层大气(日冕)。

在这些路径之外,地图还显示了太阳被月球部分日食的位置和程度。在这两个日期,美国所有48个相邻的州都将至少经历一次日偏食(墨西哥和加拿大大部分地区也是如此)。

看地图

在美国宇航局的新日食地图上,日环食和日全食的路径在美国各地呈现为暗带

如果天空晴朗,任何位于从俄勒冈州到德克萨斯州的日环食路径上的人都有机会看到日环食。如果天气允许,任何位于从德克萨斯州到缅因州的日全食路径上的人都有机会看到日全食。

德克萨斯州圣安东尼奥附近的一个地区,即两条日食路径相交的地方,将在2023年经历日环食和2024年的日全食。图片来源:NASA/科学可视化工作室/Michala Garrison;由美国宇航局戈达德太空飞行中心的厄尼·赖特计算日食

在这些黑暗的路径中是椭圆形,其中有时间(黄色椭圆形代表日环食,紫色椭圆形代表日全食)。这些椭圆显示了月球在所示时间投在地球表面上的阴影的形状。在椭圆内的人们将在那个时候看到日环食或日全食。

在两次月食期间,月亮的影子会快速移动。在地图上,日食路径内的椭圆显示了不同时间阴影的位置和形状。例如,在2024年4月8日的日全食期间,月球的影子将在美国东部时间下午3点10分在俄亥俄州代顿市上空,但在美国东部时间下午3点20分,它将移动到纽约州布法罗市。图片来源:NASA/科学可视化工作室/Michala Garrison;由美国宇航局戈达德太空飞行中心的厄尼·赖特计算日食

对于靠近路径中心的位置,日环食或日全食将比靠近路径外缘的位置持续更长时间。每条路径内都有白线,表示日环食或全食将持续多长时间。对于日环食路径,你可以在北部的内华达州和犹他州边界附近,以及南部的圣安东尼奥和德克萨斯州科珀斯克里斯蒂之间找到标签(范围从3到4.5分钟不等)。对于日全食路径,你可以在北部缅因州普雷斯克岛附近找到标签,在南部墨西哥的CST下午2点20分到2点25分之间找到标签。

越靠近日食路径的中心,每次日食持续的时间就越长。在地图上,每个日食路径都包含白线,表示日食在不同位置持续的时间。例如,在内华达州的埃尔科附近,日环食将持续约4分钟,在犹他州的里奇菲尔德附近,日环食将持续约4分半钟。图片来源:NASA/科学可视化工作室/Michala Garrison;由美国宇航局戈达德太空飞行中心的厄尼·赖特计算日食

在路径以外的地方的观众将不会看到日全食或日环食,但他们仍然可以看到日偏食。与每条路径平行的线条表示日偏食期间太阳将被月球覆盖的面积。对于日环食,这些线呈现淡黄色。在日全食时,它们是淡紫色的。日环食线的百分比标签出现在地图的左侧和顶部边缘。日全食的百分比标签出现在地图的底部和右侧边缘。(提示:百分比显示的角度与直线相同。)

在日食路径之外,地图上的紫色和黄色线分别显示了在日全食和日环食的不同位置,太阳将被月球覆盖的百分比。例如,经过纽约市和罗德岛普罗维登斯附近的紫色线表明,在2024年4月8日日食高峰期间,这些城市的太阳将被遮蔽约90%。图片来源:NASA/科学可视化工作室/Michala Garrison;由美国宇航局戈达德太空飞行中心的厄尼·赖特计算日食

不过,这两次日食都不会局限在邻近的美国。在NASA地图的右下角,一个地球仪显示了两次日食的完整路径。日环食(黄色和黑色)延伸到墨西哥、中美洲和南美洲。日全食(紫色和黑色)也穿过墨西哥和加拿大东北部。阴影带(黄色代表日环食,紫色代表日全食)也显示了可以看到日偏食的地方。例如,2023年10月,阿拉斯加东南部将出现日偏食,而夏威夷将有机会在2024年4月看到日偏食。

绘制地图

Michala Garrison是美国宇航局戈达德太空飞行中心科学可视化工作室(SVS)的成员,她利用自己在地理学和制图学方面的背景设计了这张地图,并结合了来自美国宇航局各种来源的信息。

地球高度信息来自航天飞机雷达地形勘测任务,而月球形状地图则由月球勘测轨道器提供。太阳、月球和地球的位置是利用美国宇航局导航和辅助信息设施的软件和数据发现的。加里森的SVS同事厄尼·赖特(Ernie Wright)利用所有这些信息来计算月球阴影的位置和形状。

美国宇航局的地图包括一个地球仪,显示了2023年日环食(黄色和黑色)和2024年日全食(紫色和黑色)的完整路径。阴影带(黄色代表日环食,紫色代表日全食)也显示了可以看到日偏食的地方。图片来源:NASA/科学可视化工作室/Michala Garrison;由美国宇航局戈达德太空飞行中心的厄尼·赖特计算日食

美国宇航局的蓝色大理石——由美国宇航局地球天文台团队组装的全球卫星图像马赛克——为这片土地提供了颜色。加里森认为在2024年日全食的路径上添加的一个特别独特的特征是美国宇航局的黑色大理石的地球夜间图像——它显示了由Suomi NPP航天器拍摄的地球夜间一侧的城市灯光。

加里森制作这张地图的目标之一是激励人们去看日环食和日全食的路径,上次月亮的影子穿过美国大陆时,她没有这样做

美国将在2023年和2024年发生两次日食。2023年10月14日,日环食将在俄勒冈州到德克萨斯州的天空中形成一个“火环”。2024年4月8日,日全食将使从德克萨斯州到缅因州的天空变暗。在这两个日期,美国所有48个相邻的州都将经历日偏食。利用NASA各种来源的数据绘制的地图显示,日食的两条路径都是暗带。在这些路径之外,黄色和紫色的线表示日偏食期间太阳将被月球遮挡的程度。这段视频放大了地图的不同部分,解释了这些和其他特征,描述了全国各地的观察者在每次日食期间可以看到的东西。

她说:“2017年,我在马里兰州,所以我仍然能看到一点,因为我看到了日偏食。”“但当时我对此一无所知。这确实让我想在2023年去阿尔伯克基。然后在2024年进一步向南迁移。”

加里森进行了多次修改,试图使地图既美观又实用,以帮助路径内外的人规划他们的日食体验。

“这需要大量的试验和错误。我希望它对读者有用,但不是铺天盖地——仍然是一个吸引人眼球的漂亮产品。”