一个数学教授,为了 107 秒,追了一辈子日食。他叫 Miloslav Druckmüller,捷克布尔诺理工大学的数学与图像处理教授,也是国际日冕观测团队 “Solar Wind Sherpas” 的核心人物。
2026年8月12日的日全食,给Druckmüller与团队在西班牙的观测留下107秒全食窗口。日食中心线从皮科特里加萨山附近掠过;这也是1905年之后西班牙本土再次迎来日全食。
1999年,捷克数学家Miloslav Druckmüller在匈牙利拍下人生第一次日食。照片没有完整保留肉眼看到的日冕细节,这个差距后来成为他持续研究图像处理的起点。
问题出在日冕身上。日冕是太阳外面一层稀薄的大气,平时被太阳本体的强光盖住,只有月亮挡住太阳的那一两分钟才露面。
他说,日冕最暗处和最亮处的反差可能高达一百万倍。人眼勉强应付得来,胶片和相机不行。照顾亮处,暗处一片漆黑;照顾暗处,亮处又白成一团。
数学家的办法是不指望一张照片。全食期间连拍几十张,每张只管一段亮度,再用他自己编的程序,把这些照片精确对齐、叠在一起。他用的就是自己写的算法,把不同曝光的照片合成。
这套办法的威力,看两个例子就明白。2020年底阿根廷日食,摄影师Andreas Möller拿到数据后,请他来做成片。原始的55张照片,最后变成一张入选NASA“每日天文一图”的作品。
一张最终成品背后,数据量更吓人。他说,一幅最后的图要处理的照片,加起来约有100GB。
好图也带来了真发现。2014年,他与夏威夷大学的Shadia Habbal等人在《天体物理学杂志》上发表论文,报告了日食照片里一类新的日冕结构。如今常被叫作“烟圈”的旋涡环,他2008年就拍到了,过了很久才弄清它们是日冕等离子体不稳定形成的旋涡。
布尔诺的数学家们从2006年起,就与Habbal教授的团队合作研究日冕。团队名字里的“夏尔巴人”,本是喜马拉雅山里替登山者扛行李的向导,用在这里倒也贴切,天南海北背着设备跑。
他们想解的,是个几十年的老谜题:日冕为什么比太阳表面还热。
办法是看铁。铁原子在越高的温度下,被剥掉的电子越多。不同的离子在不同温度下出现,拍下各种离子的发光谱线,就能量出日冕各处的温度。他们2008年起就观测铁和镍离子,2023年澳大利亚日食,又首次观测到失去九个电子的氩离子。
他在山上架起了专门的装置,八台相机各管一种铁离子的发光。107秒,容不得半点差错。
这一趟钱也紧。美国削减科研经费,团队丢了部分资助,也没能用上NASA的专用飞机。他早有打算:就算没有项目经费也会出发,只是不去物价飙升的冰岛,改去西班牙,规模小些,自己掏钱。最后,团队还是分赴了五个观测点。
结果呢?秋天公布的新图里,有一个可能通过高速太阳风影响地球磁场的日冕洞,还有“烟圈”。他说今年的烟圈拍得特别好,扭曲的旋涡在日冕里有很多。
最要紧的铁离子图像,学校发布消息时,他还没来得及处理。那张日冕的温度图,还在等他。
下一次不远了。2027年8月2日,西班牙又将迎来日全食。他说,南部是肯定要去的,别的地点还在挑,安全也得考虑。
这个故事最值得看的,是“准备”二字。107秒每次都很短,真正的功夫在那之前的几十年:编程序、造仪器、攒经验。月亮只肯借他一两分钟,他靠这套积累把借来的时间用满。
它说明了一件常被忽略的事:科学的进步,有时不在于造出更大的设备,而在于换一种方式处理已有的数据。一个数学家,用算法把碎片拼成整体,让地面的照片做到了太空设备一时做不到的事。
经费有起落,天象却不等人。这类要靠长期积累的基础研究,既要有人肯坚持,也需要稳定的支持,两头缺一头,都会慢下来。
