​跨山·越海·逐日 ——南京大学2026年本科生西班牙日全食科考项目纪实


日全食是指在地球局部地区,日面被月球全部遮蔽的一种天文现象,此时太阳、月球与地球三者几乎呈直线排列。具体而言,当月球的本影投射至地球表面时,该覆盖区域内的观测者可见日全食;若为伪本影覆盖,则形成日环食;而处于半影区域的观测者,仅能看到太阳部分被遮挡的日偏食。日全食过程依次经历初亏、食既、食甚、生光和复圆五个阶段。其中,全食阶段包括从食既到生光,在该阶段中月球将完全遮挡太阳本体。而随着明亮的光球层被掩去,原本相对暗淡的日冕便会显现出来。全食阶段通常仅持续数分钟,而包含偏食的完整过程则可延续数小时。  

日全食不仅带来震撼的视觉体验,更具有深远的科学价值。19世纪,科学家曾在日全食期间的光谱观测中发现了氦元素,并首次探测到日冕禁线(如著名的530.3纳米绿线),这些发现推动了天体物理学的重大进展。进入20世纪,随着摄影技术和光谱分析方法的不断进步,日全食观测逐渐走向定量化。科学家利用全食期间获取的日冕图像,系统研究日冕的形态结构、等离子体参数及磁场位形,为理解太阳风起源、日冕加热机制等核心太阳物理问题提供了关键观测依据。当前,诸如夏威夷的MLSO(Mauna Loa Solar Observatory)等地基天文台及SOHO(Solar & Heliospheric Observatory)等空间探测器虽已配备日冕仪,可对日冕进行光学成像,但由于对日冕仪遮光结构引起杂散光的抑制能力有限,靠近太阳表面的低日冕区域仍被强烈的光球散射背景所淹没,难以直接观测。因此,日全食至今仍是研究太阳低日冕不可替代的宝贵窗口。

  上图结果均为本次日全食期间单反拍摄结果

 继2024年北美日全食观测任务取得圆满成功之后,南京大学天文与空间科学学院于2026年再次组建一支日全食科考队,由程鑫教授、何秋会老师,以及云南天文台屈中权研究员担任指导老师,王碧涛博士带队。本次项目遴选的本科生成员包括:苑思琦(大二)、辛玥彦(匡亚明学院 大二)、陆义涵(大二)、沈熠(大二)、李伯然(大二)、刘璟璇(大二)、高文景(大二),除此之外,还包括黄禹豪(硕士研究生)、郑执(博士研究生)和王玥(博士研究生)三位研究生成员。其中,黄禹豪同学参加过2024年北美日全食观测,并在本次项目中担任本科生同学的技术指导。

   本次日全食的全食带主要经过丹麦、冰岛和西班牙等国。综合考虑天气、云量、湿度及交通便利等因素,科考队最终选定西班牙为观测目的地,具体观测地址为帕伦西亚省翁托利亚的塞拉托(Hontoria de Cerrato, Palencia),初亏开始于当地时间19时34分,全食阶段开始于当地时间20时29分18秒,持续时长1分41秒,全食发生时太阳高度角约为8.5°。

2026年3月至6月,团队成员根据科学目标确定了观测任务,包括日冕He I D3线及Na I D双线的光谱扫描成像、多焦段白光成像(分为短、中、长焦)和铁线偏振成像四个核心目标。在此基础上,团队采购并组装了本次科考的观测设备,计划使用三台赤道仪承载观测仪器,并以此分为三组,进行了初步调试和实地训练。2026年7月至8月,在屈中权老师的指导下,团队成员在南京大学左涤江天文台,模拟日全食持续时间和实际太阳高度角条件,进行了多次观测。准备阶段,团队完成了设备组装与实操演练,熟练掌握了观测及数据采集全流程;并利用巴德膜模拟测试了日全食曝光参数,同时制定了包含自动控制脚本(调节曝光、增益、滤镜轮及其他电动设备)的观测计划,为实地观测奠定基础。

团队成员在左涤江天文台调试设备



西班牙观测现场

团队成员于西班牙当地时间2026年8月12日中午抵达观测地址——翁托利亚的塞拉托的一处高原。本科生同学分为白光成像组、铁线及其偏振成像组和光谱扫描成像组三组,开始搭建、调试设备,为正式观测进行最后的准备。在烈日与高温的考验下,团队成员仍然坚守在设备旁,耐心等候日全食的降临,展现了坚强的意志和对科学观测的热情。

20时29分18秒,全食阶段开始。团队成员在屈中权老师的现场指挥下开展观测任务。日全食期间,团队成功采集到Fe XIV发射线线心、线翼的成像,白光多焦段成像以及光谱扫描成像数据。

日冕白光短焦成像,可见大尺度结构。左下角展示出日全食发生时的一个日珥


光谱仪扫描结果图,可见日冕He D3线和钠双线结构。


   本次日全食科考活动中,同学们亲身参与了一项科研任务从前期规划、方案落实到现场执行的完整过程,深刻认识到科学观测不仅需要扎实的技术基础,也离不开团队之间的协作与默契配合。从最初对天文望远镜操作尚不熟悉的初学者,到能够独立运用脚本完成自动化拍摄的观测成员,大家在不到半年的时间里不断学习、实践与突破,逐步提升了天文观测、动手实践和科研协作的能力。同时,在实际观测的过程中,面对诸多突发状况,锻炼出了快速解决问题的能力,积累了宝贵的经验。

在未来,团队成员将继续深入分析本次日全食观测获取的数据,进一步研究日冕大尺度精细结构特征,探索日冕磁场分布及其与日冕结构之间的关系,并开展日冕特征谱线的识别与分析工作,以挖掘观测数据中的更多科学价值。

科考队及现场其余观测人员合影



日全食观测团队分工:

前期观测目标规划:黄禹豪、王碧涛、李宜骅

观测系统设计、采购和测试:黄禹豪、苑思琦、辛玥彦、陆义涵、沈熠、李伯然、刘璟璇、高文景

观测模式设计和定标:黄禹豪、苑思琦、陆义涵、沈熠、李伯然、刘璟璇、高文景

现场观测:黄禹豪、王碧涛、苑思琦、陆义涵、沈熠、李伯然、刘璟璇、高文景

数据处理:黄禹豪、王碧涛

后勤保障:王碧涛、郑执、王玥


撰稿人:高文景,刘璟璇,王碧涛,苑思琦(按拼音首字母排序)

审稿人:程鑫