在遥远的未来，所有的日食都将是日环食

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2020年6月21日在台湾南部嘉义看到的日环食。(图片来源:Alberto Buzzola/light rocket via Getty Images)

（）据美国太空网（乔·拉奥）：10月14日星期六，北美和南美大部分地区的近10亿人将能够观看到新月在太阳和地球之间的轨道上运行，从而创造出最有趣的天体现象:日食。

这是一次日环食，在日食过程中，人们可以在月亮影像的中点看到一圈阳光。然而，在美国的大部分地区，人们只能看到日偏食。

在日环食中，太阳永远不会被完全隐藏(就像在日全食中一样)，因为在10月14日，月亮将经过远地点4.5天，远地点是它轨道上离地球最远的点。日食当天的新月将在246，707英里(397，037公里)之外。因此，它的黑暗阴影锥的顶端无法与地球接触近12，000英里。因此，就像把一便士放在一枚镍币上一样，月亮的圆盘会显得太小，无法完全遮住太阳。月亮覆盖的太阳宽度的大小或分数，意味着4.8%的宽度显示了周围的一切。

从日食路径在北太平洋上空开始的那一刻起，它就沿着东南轨迹滑动，在太平洋夏令时上午9点15分到达俄勒冈州海岸。在接下来的46分钟里，从俄勒冈到德克萨斯州的九个州的部分地区都可以看到环状相；阴影路径的平均宽度为127英里(204公里)。

沿着日食路径中心的环形持续时间将从俄勒冈州太平洋海岸的4分34秒稳步增加到德克萨斯州海湾海岸的5分2秒。将经历“火环”效应的城市包括俄勒冈州尤金市、内华达州温尼穆卡市、新墨西哥州阿尔伯克基市、新墨西哥州圣安东尼奥市和德克萨斯州科珀斯克里斯蒂市。

离开德克萨斯州后，日食路径将穿过墨西哥的尤卡坦半岛，然后穿过中美洲(最大的日食发生在尼加拉瓜南部海岸附近的加勒比海)，然后进入哥伦比亚中南部，穿过巴西北部，最后在南大西洋的开阔海域结束。

比较日全食和日环食就像比较白天和黑夜。伴随着日全食的一系列现象是引人注目的，天文学家将环游半个世界去观察和体验它们。

日环食不像日全食:天空不会变得比深度日偏食更暗；太阳辉煌的日冕，以及色球和阴影带等“边缘效应”无法出现。然而，这仍然是一个壮观的景象，爱好者会去任何对他们来说最容易到达的地方。

然而，总有一天，日全食的现象将变得不可能，因为从地球上看，月球的表观角尺寸太小，无法完全覆盖太阳的圆盘。

不断变化的天体几何学



月球轨道相对黄道倾斜5度，在空间产生两个点，称为交点，轨道平面在此相交。(图片鸣谢:克里斯·沃恩)

月球以椭圆形轨道绕地球运行。在离地球绝对最近的地方(近地点)，月球可以接近221，439英里(356，371公里)以内，而离地球绝对最远的地方(远地点)是252，724英里(406，720公里)。地球到月球的平均距离是239，071英里(384，748公里)。

为了让月全食发生，月球的阴影锥必须接触到地球表面。当本影落在地球上时，它实际上是阴影锥的顶端，而且在大多数情况下，阴影的平均宽度约为80英里(130公里)。在阴影内的任何地方，都将经历日全食，黑暗的月亮圆盘完全覆盖了太阳圆盘。

但月球阴影的圆锥——一般来说——平均长度只有235，000英里(378，000公里)。

这比月球到地球的平均距离还短。

这就是为什么，当一轮新月直接从地球和太阳之间经过时，如果——一般来说——它距离地球超过235，000英里(378，000公里)，黑暗的本影尖端将无法与地球接触；取而代之的是，一种被称为安本影的“负面阴影”产生了，从这种阴影中——就像10月14日的情况一样——可以看到日环食的奇观。

幸运的是，在这个特殊的历史时刻，有时新月会比平时更靠近地球，在这种情况下，它的阴影会到达地球，产生日全食。

日全食的最终灭绝

从1969年7月到1972年12月，12名阿波罗宇航员在月球表面留下了一系列激光反射器。从那时起，地球上的天文学家就经常从这些反射器上反射激光。通过记录这些激光脉冲的往返时间，可以非常精确地测量出月球的距离。对这些测量结果的分析表明，月球到地球的平均距离正在以每年1.5英寸(约3.8厘米)的速度增加。

为什么会这样？

月球的运动受到太阳引力的强烈干扰，在较小程度上也受到行星和地球引力的干扰。由于潮汐的影响，月球正慢慢远离地球，螺旋向外，并上升到一个更远的轨道。当然，随着月球逐渐远离，它的表观尺寸逐渐变小，直到最后它会到达一个点，在这个点上它的阴影锥会太远而无法到达地球，从而阻止了日全食的发生。

著名的天体计算器让·梅乌斯在他的书《更多的数学天文学碎片》(威尔曼-贝尔公司，2002年)中说，月球目前以每世纪12.5英尺(3.8米)的速度从地球后退，这一速度是否会保持不变值得怀疑。如果是这样的话，要过12.1亿年，日全食才有可能发生。

然而，如果我们也考虑到地球轨道的偏心率(形状)变化的速度比月球距离缓慢、逐渐增加的速度更快，我们可能就不用等那么久了。

“因此，”梅乌斯指出，“从未来的6.2亿年到12.1亿年，将会有日全食可能和不可能交替出现的时期，直到最终日全食永远不可能出现。”