1842年7月8日,歐洲南部發(fā)生了一次日全食。當(dāng)時(shí),來自英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)和俄國(guó)的許多天文學(xué)家聚集在南歐,觀測(cè)這次難得的日全食。
當(dāng)月球慢慢地遮住太陽(yáng),耀眼的日面變黑后,呈現(xiàn)出明亮的日輪。這時(shí),人們發(fā)現(xiàn),日輪的邊緣噴射著非常壯麗的玫瑰色的光暈。同時(shí)人們還驚奇地發(fā)現(xiàn),在日輪邊緣有幾團(tuán)巨大的深紅色的火焰。對(duì)此,人們提出了不少疑問:這是月亮上的火山還是太陽(yáng)的光斑?或是由于眼睛疲勞而引起的幻覺?
1860年初,歐洲又發(fā)生了日全食。在觀測(cè)中人們確認(rèn),日輪邊緣這種“突出物”是太陽(yáng)噴出的火舌。有的天文學(xué)家為這一現(xiàn)象照了像。有的天文學(xué)家甚至還把日輪邊緣的突出物畫了下來。突出物常出現(xiàn)在日輪邊緣,好像太陽(yáng)長(zhǎng)了耳朵一樣。為此,天文學(xué)家把它稱為“日珥”!扮怼痹跐h語(yǔ)里的意思是女子的珠玉耳飾。
1868年8月18日,印度發(fā)生日全食,趕去觀測(cè)的很多天文學(xué)家已裝備了基爾霍夫發(fā)明的那種分光鏡。當(dāng)時(shí),一位名叫詹遜的法國(guó)天文學(xué)家,決定借這次日全食的機(jī)會(huì),用分光鏡研究一下太陽(yáng)上的突出物──日珥的光譜。與此同時(shí),英國(guó)也組織了觀測(cè)日全食的遠(yuǎn)征隊(duì),其中一名叫洛基爾的天文愛好者,也帶著分光鏡參加了這次觀測(cè)。
在這次日全食時(shí),詹遜成功地拍攝了太陽(yáng)色球的光譜。湊巧的是,他把一個(gè)日珥的光譜也拍到了。結(jié)果,他發(fā)現(xiàn)在日珥的d1、d2鈉線旁邊,還有一條黃色的發(fā)射線。“它會(huì)不會(huì)是鈉的另一條譜線──d3線呢?如果不是,那又是什么呢?”詹遜這樣想。為了證實(shí)這條新發(fā)現(xiàn)的譜線是否確實(shí)存在,他決定做進(jìn)一步的觀測(cè)研究?墒沁@次日全食已經(jīng)結(jié)束了。怎么才能夠在沒有日全食時(shí)再觀測(cè)到這條譜線呢?第二天拂曉,詹遜登上了一座高高的塔頂,做好觀測(cè)日出的準(zhǔn)備。當(dāng)太陽(yáng)剛從地平線鉆出來,詹遜就把分光鏡的細(xì)縫對(duì)準(zhǔn)了太陽(yáng)的最邊緣。他做得既小心,又很巧妙,進(jìn)入分光細(xì)縫的只是太陽(yáng)突出物的光線。結(jié)果,昨天他在日全食時(shí)所觀測(cè)到的那條譜線又出現(xiàn)了。這時(shí)他才確信昨天的觀測(cè)結(jié)果是真實(shí)的。詹遜高興極了,他立即寫了一封信,向法國(guó)科學(xué)院報(bào)告這一重要發(fā)現(xiàn)。由于當(dāng)時(shí)交通不方便,信從印度到法國(guó)用了兩個(gè)多月的時(shí)間。
有趣的是,設(shè)在巴黎的法國(guó)科學(xué)院在同一天收到了兩封信,一封來自詹遜,另一封來自英國(guó)的天文愛好者洛基爾。兩封信談的是同一發(fā)現(xiàn)。洛基爾的信發(fā)自英國(guó),他是在不知道詹遜的觀測(cè)結(jié)果的情況下得出了同一發(fā)現(xiàn)的。1868年10月26日,在巴黎科學(xué)院會(huì)議上同時(shí)宣讀了這兩封信?茖W(xué)家們對(duì)這一重要的發(fā)現(xiàn)很感興趣。后來,為了紀(jì)念這一重要的歷史發(fā)現(xiàn),法國(guó)科學(xué)院鑄造了金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)。?jiǎng)?wù)抡婵讨策d和洛基爾的頭像,下面寫著:“1868年8月18日珥光譜分析”,背面是駕著四匹馬戰(zhàn)車的“阿波羅”太陽(yáng)神像。
詹遜和洛基爾在日珥光譜中發(fā)現(xiàn)的那條橙黃色明線(d3)是從哪兒來的呢?或者說,這條黃線表示了什么呢?當(dāng)時(shí)的化學(xué)家們所具有的物質(zhì)表中,沒有一種物質(zhì)的光譜里有這樣的黃線。1869年,洛基爾在實(shí)驗(yàn)中再次作了仔細(xì)的檢查,發(fā)現(xiàn)這條明線確實(shí)與當(dāng)時(shí)地球上已知的任何元素的譜線不相對(duì)應(yīng)。因此他認(rèn)為,這是屬于地球上所沒有的太陽(yáng)物質(zhì)產(chǎn)生的譜線。洛基爾把這種元素命名為“helium”,原意為“太陽(yáng)”。這就是后來人們常提到的“氦”。歷史上有一段時(shí)間,把氦稱為“太陽(yáng)元素”。
地球上真的沒有氦嗎?在日珥d3線發(fā)現(xiàn)后的27年,一位名叫雷姆塞的英國(guó)化學(xué)家終于在地球上也找到了氦。當(dāng)時(shí),他正在分析一種叫釔鈾礦的礦石,發(fā)現(xiàn)它與硫酸作用時(shí)可放出一種氣體。雷姆塞很想知道這是什么氣體,就委托一位物理工作者用分光鏡觀察,結(jié)果發(fā)現(xiàn),它在黃區(qū)發(fā)出的一條明亮的譜線,正是1868年日全食觀測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)的d3線。就這樣,以往認(rèn)為高不可攀的“太陽(yáng)元素”,總算在地球上也找到了。
科學(xué)家的研究表明,不僅僅是太陽(yáng),任何一個(gè)天體,只要它發(fā)出的光有足夠的強(qiáng)度,能產(chǎn)生可以測(cè)量的光譜,人們就能夠知道它的化學(xué)成分和含量。
1929年,美國(guó)天文學(xué)家羅素(1877—1957),在仔細(xì)地研究了太陽(yáng)光譜之后,證明太陽(yáng)上氫的含量多得驚人。他斷定氫占了太陽(yáng)總體積的五分之三。美國(guó)天文學(xué)家門澤爾曾估計(jì),太陽(yáng)總體積的81.76%是氫,18.17%是氦,其他元素只占0.07%。
人們經(jīng)過多年來對(duì)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的夫瑯和費(fèi)線進(jìn)行精細(xì)的“普查”,已經(jīng)在太陽(yáng)大氣中發(fā)現(xiàn)了60多種化學(xué)元素。這些元素在地球上都能找到。
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