一份2700年前的日食记录,帮助测量地球古代的转速
公元前709年在中国观测到的一次日全食,曾被在地图上标偏了八公里,如今正帮助科学家测量地球当时如何自转,以及太阳当时在做什么。
公元前709年7月17日,古代中国鲁国宫廷中的人们目睹了太阳完全消失。这段记载保存在名为《春秋》的编年史中,是目前能够可靠确定年代的最早一次日全食的文字记录。2700多年后,它正做着一件出人意料的事:帮助科学家推算当时地球自转的速度,以及太阳当时在做什么。
八公里的误差
研究人员用现代天文学推算这次日食本应在哪里可见时,结果对不上。按他们的计算,在曲阜——长期被认为是鲁国宫廷所在地的城市——本不该看到日全食。
团队把问题追溯到了这座城市的坐标。他们查阅考古发掘报告和历史地理证据后发现,早先的计算把古代曲阜的位置弄偏了大约八公里。八公里不过是一段很短的车程。但在日食的尺度上,这足以把宫廷挪出阴影之外。
这一更正带来了什么
城市一旦回到正确的位置,阴影就对上了。由名古屋大学早川尚志(Hisashi Hayakawa)领衔的团队随后得以测量日食发生那一刻地球的自转,推算出太阳自转轴的朝向,并模拟出日冕当时的样子。日冕是太阳暗淡的外层大气,平时隐而不见,只有在日全食时才能用肉眼看到。研究结果发表在《天体物理学杂志快报》(Astrophysical Journal Letters)上。
地球并非以完全恒定的速度自转。它的自转在漫长的时期里发生过变化,因此,一份关于数千年前阴影落在何处的细致记录,就成了检验计算结果的有用参照。
一个被形容为上下皆黄的太阳
日食本身只是故事的一部分。后来的《汉书》保存了一段写于此事约七个世纪之后的文字,其中把被食的太阳描述为「上下完全呈黄色」。
这个古怪的说法历来被与太阳日冕联系在一起。如果这一关联成立,它就是现存最早的日冕文字描述之一。它暗示的形状显示,太阳在经历了长时间异常低迷的活动之后,正回到较为活跃的阶段;这也可能为早先依据放射性碳测量重建古代太阳活动的研究提供独立佐证。
研究人员在这一点上很谨慎。公元前709年的这次日食有可靠年代,日冕的描述却没有,因为它出自数百年后写成的文献。因此这种解读仍不确定。
这份记录之所以能留存下来,是因为古代中国的宫廷密切注视着天空。历代王朝都雇用专人追踪天象,因为异常的景象常被解读为征兆,有时被看作对皇帝失德的警告。日食和极光正是因此被记录下来,而这些笔记如今已成为研究遥远过去日食的世界上最有价值的资料之一。