1. 发生了什么？
月球将直接穿过地球和太阳之间，沿着一条横跨墨西哥、美国和加拿大的狭窄路径暂时阻挡太阳的视线。美国其他地区的观众将看到日偏食，月球只覆盖了太阳圆盘的一部分。
2. 什么时候会发生？
日食发生在4月8日。它将在CDT上午10点42分开始，届时月球的阴影将首次接触地球表面，从而产生日偏食。大秀——整体——于上午11点39分左右开始，在太平洋中南部上空。一个半小时后，阴影将首先触及北美，在墨西哥的太平洋沿岸。以每小时1,600英里（2,575公里）的速度移动，整体路径将于美国中部时间下午1：27在德克萨斯州的Eagle Pass进入美国。月影将于下午2点35分（美国东部时间下午3点35分）离开美国，进入缅因州霍顿附近的加拿大新不伦瑞克省。
3. 整体会持续多久？
确切的时间取决于您所在的位置。最大长度为 4 分 27 秒，靠近 Torreon， 墨西哥。在美国，德克萨斯州西南部的几个城镇将出现4分24秒的总时长。一个位置离全食路径的中心线越近，日食持续的时间就越长。
4. 它会是什么样子？
日食老手说，没有什么比日全食更棒的了。在太阳消失在月球后面的最后时刻，阳光穿过月球山脉和峡谷，形成被称为贝利珠的明亮光点。最后一颗珠子发出短暂的光芒，称为钻石戒指效果。当它消失时，天空变暗，日冕进入视野——从太阳表面排出的百万度等离子体。它形成银色的细丝，向太阳辐射出去。 太阳突起是来自表面的气体喷泉，在太阳圆盘的边缘形成更小、更红的流光。
5. 我需要采取哪些安全预防措施？
仅用眼睛观察日食的全相位是完全安全的。事实上，专家说这是欣赏奇观的最佳方式。日冕用银色的卷须围绕着中间的月亮，只和满月一样亮。
然而，在日食的部分阶段，包括日全食前的最后时刻和全食后的第一时刻，你的眼睛需要保护免受太阳刺眼的光线的伤害。即使是99%的日食太阳也比满月亮数千倍，所以即使是一丁点阳光直射也可能很危险！
为了安全起见，请使用市售的日食观察器，它们可以看起来像眼镜，也可以嵌入您放在脸前的平板中。确保您的查看器符合适当的安全标准，并在使用前对其进行检查，以确保没有划痕让未经过滤的阳光进入。
您还可以通过一块焊工玻璃（14 号或更深的玻璃）观看日食，或者站在绿树成荫的树下看着地面;树叶之间的缝隙充当透镜，将日食的景色投射到地面上。在一棵特别绿树成荫的树上，您可以同时看到数百张日食图像。（您也可以使用漏勺或类似的装备来创建相同的效果。
观看日食的最后一种模式是使用针孔相机。您可以通过在索引卡、文件夹或一块硬纸板上戳一个小洞来制作一个。让太阳从洞里照到地上或一张纸上，但不要透过洞看太阳！这个洞投射出日食的图像，让您可以跟随整个序列，从第一次接触的那一刻到几个小时后月亮消失。
6. 我在哪里可以看到日食？
在美国，整体的道路将从德克萨斯州的伊格尔帕斯延伸到缅因州的霍顿。它将横跨 15 个州：德克萨斯州、俄克拉荷马州、阿肯色州、密苏里州、伊利诺伊州、印第安纳州、肯塔基州、俄亥俄州、宾夕法尼亚州、纽约州、佛蒙特州、新罕布什尔州、缅因州、田纳西州和密歇根州（尽管它几乎没有划伤最后两个州）。
在德克萨斯州，日食将使奥斯汀、韦科和达拉斯的天空变暗——这是这条道路上人口最多的城市，那里的日全食（太阳完全日食的时期）将持续 3 分 51 秒。
沿途的其他大城市包括小石城;印第安纳波利斯;俄亥俄州代顿、托莱多和克利夫兰;宾夕法尼亚州伊利;纽约州布法罗和罗切斯特;和佛蒙特州的伯灵顿。
在全食路径之外，美国天文观测者将看到日偏食，其中太阳只覆盖了太阳圆盘的一部分。天空会变得昏暗，空气会变得凉爽，但部分日食的太阳仍然太亮了，如果没有适当的眼睛保护，就无法看到。越接近全食的路径，日食的范围就越大。例如，从孟菲斯和纳什维尔开始，月球将覆盖太阳盘的95%以上。在丹佛和凤凰城，大约是65%。对于西雅图不幸的天文观测者来说，在日食中心线的西北部，只有微不足道的20%。
日全食路径也穿过墨西哥，从太平洋沿岸的马萨特兰到德克萨斯州边境。它还穿越加拿大的一小部分，几乎不包括安大略省的汉密尔顿。美国 • aa.usno.navy.mil/data/Eclipse2024 • eclipse.aas.org • GreatAmericanEclipse.com 各地位置的 Eclipse 详细信息
7. 什么原因导致日食？
这些令人敬畏的奇观是令人愉快的天体巧合的结果：太阳和月亮在地球天空中的大小几乎完全相同。太阳实际上比月球宽约400倍，但它也远约400倍，因此当新月直接经过地球和太阳之间时——这种排列被称为syzygy——它可以覆盖太阳的圆盘，挡住它的视线。
8.为什么我们看不到每个新月的日食？
月球围绕地球的轨道相对于太阳在天空中的路径（称为黄道）有点倾斜。由于这个角度，月球大多数月份都经过太阳的北部或南部，所以没有日食。然而，当几何形状恰到好处时，月球会在地球表面投下阴影，从而产生日食。并非所有的日食都是全食。月球与地球的距离略有不同，地球与太阳的距离也略有不同。如果月球在月球最远的时候直接经过地球和太阳之间，我们会看到日环食，其中一圈阳光环绕着月球。无论距离多远，如果太阳与地球的对齐偏离了一点点，月球只能覆盖太阳圆盘的一部分，从而产生日偏食。
9. 日食多久发生一次？
地球每年至少发生两次日食，很少见五次。每两年只有三次日食。此外，日全食只能在狭窄的路径上看到。根据专门计算此类事物的比利时天文学家让·莫斯（Jean Meuss）的说法，地球上任何一个地方平均每375年就会发生一次日全食。这个数字是几个世纪以来的平均值，因此确切的差距各不相同。在随后的日食之间可能相隔几个世纪，也可能只有几年。例如，伊利诺伊州、密苏里州和肯塔基州靠近圣路易斯东南部的一小部分地区经历了2017年的日全食，今年也将经历日全食。不过，总的来说，你不想等待日全食来临。如果你有机会去日食路径，那就抓住它吧！
10. 整体长度的限制是多少？
天文学家已经计算出未来数千年日食的全食长度。他们的计算表明，在2186年7月16日7分29秒的日食期间，在南美洲海岸附近的大西洋上，将出现最大范围的整体性。当月球靠近离地球最近的点时，就会发生日食，因此它在天空中看起来最大，而地球靠近离太阳最远的点，因此太阳看起来比平均水平小。顺便说一句，那次日食与今年的日食属于同一个萨罗斯周期。
11. 下一次日全食什么时候会从美国出现？
从美国任何地方可见的下一次日全食将于2033年3月30日在阿拉斯加发生。2044年8月22日，蒙大拿州、北达科他州和南达科他州的部分地区将出现日全食。下一次横跨整个国家的日食将于2045年8月12日发生，从加利福尼亚北部到佛罗里达州南部。以下是本世纪从美国本土可见的其他日全食：
2052年3月30日 佛罗里达州，佐治亚州，南卡罗来纳州的顶端 2078年5月11日 从路易斯安那州到北卡罗来纳州 2079年5月1日 从费城沿大西洋沿岸到达缅因州 2099年9月14日 从北达科他州到弗吉尼亚州-北卡罗来纳州边境
12.“日食”一词的由来是什么？
这个词最早出现在 13 世纪后期的英语著作中。然而，它的根源可以追溯到希腊语“ecleipsis”或“ekleipein”。根据各种消息来源，其含义是“遗漏，未能出现”，“失败，放弃”或“放弃，停止，死亡”。
13. 日食遵循任何模式吗？
月球经历了几个周期。最著名的是其 29.5 天的阶段周期，从新阶段到完整阶段，然后再回来。其他周期包括它与地球的距离（在27.5天内变化约30,000英里（50,000公里））以及它与太阳在天空中的路径的关系，称为黄道（27.2天）等。这三个周期每 6,585.3 天重叠一次，即 18 年零 11 天零 8 小时。
这种循环被称为萨罗斯（巴比伦人创造的一个词）。在萨罗斯岛，每次日食的情况都是相似的——例如，月球与地球的距离大致相同，而且它们发生在一年中的同一时间。然而，每次日食都发生在前一次日食绕地球三分之一的地方;例如，从太平洋的部分地区可以看到萨罗斯岛的下一次日食。
每个萨罗斯都以日偏食开始。例如，月球的一部分只是扼杀了太阳的北部边缘，只阻挡了太阳光的一小部分。随着周期中每一次连续的日食，月球覆盖了太阳盘的更大一部分，最终产生了数十次日全食。然后月球再次滑出对齐，这次是相反的方向，造成更多的日偏食。该系列以对面半球（例如南端）的掠食偏食结束。
几个萨罗斯周期同时进行（现在有40个活跃），因此地球不必在两次日食之间等待18年。它们可以每隔一个月、五个月、六个月或七个月发生一次。
4月8日的日食是Saros 139的第30次日食，这是一系列71个事件，从遥远的北方的日偏食开始，并将以另一次日偏食结束，这次是在遥远的南半球。这次萨罗斯岛的下一次日食，也是全食，将在2042年4月20日发生。
萨罗斯 139
第一次日食
1501年5月17日
第一次日全食
1843年12月21日
最后的日全食
2601年3月26日
最长的日全食
2186 年 7 月 16 日，7 分 29 秒
最后的日偏食
2763年7月3日
所有日食
71 （共 43 辆，16 辆部分，12 辆混合）
资料来源：美国宇航局日食目录：eclipse.gsfc.nasa.gov/SEsaros/SEsaros139.html
14. 日食季节呢？
日食发生在“季节”中，在大约五周的时间内有两到三次日食（月食和日食）。个别日食相隔两周：满月的月食，新月的日食（顺序可以按任一顺序发生）。如果一个季节的第一次日食发生在窗口期的头几天，那么这个季节将有三次日食。当这个季节的一次日食很差时，另一次日食通常会好得多。
包括4月8日食在内的季节当然就是这种情况。它始于3月24日晚上的半影月食，月球将穿过地球的外阴影。日食将覆盖美洲，尽管阴影非常微弱，大多数天文爱好者都不会注意到它。
本文此前发表在德克萨斯大学奥斯汀分校麦克唐纳天文台的《StarDate》杂志2024年3月/4月刊上。在全国 300 多个电台收听 StarDate 的每日广播节目，或在 stardate.org 在线订阅。
15.天文学家如何能如此准确地预测日食？
几千年来，他们一直在记录日食和月球的运动。在过去的半个世纪里，他们一直在从阿波罗宇航员和苏联漫游者带到月球的特殊反射器上反射激光束。这些观测结果显示，月球的位置在几分之一英寸以内。结合地月距离、月球的精确形状、地球的自转及其与太阳的距离以及其他因素，天文学家可以预测未来几个世纪内日食的时间在几分之一秒内。
埃德蒙·哈雷（Edmond Halley）使用艾萨克·牛顿（Isaac Newton）几十年前设计的万有引力定律，首次确认了日食预测。哈雷预言日食将在1715年5月3日横穿英格兰。他只错过了四分钟的时间，错过了20英里的路径，所以这次日食被称为哈雷日食。
16. 日食有哪些类型？
总计：月球完全覆盖了太阳。
环形：月球距离太远，无法完全覆盖太阳，在它周围留下一个明亮的阳光环。
部分：月球只覆盖了太阳圆盘的一部分。
混合日食：日食的开始和结束是环形的，但在高峰期是完全的。
17. 什么是贝利的珠子？
在整体之前或之后的一两分钟里，太阳的碎片穿过峡谷和月球边缘的其他特征，产生阳光的“珠子”。1715 年，埃德蒙·哈雷 （Edmond Halley） 首次记录并解释了它们。然而，在一个多世纪后，天文学家弗朗西斯·贝利（Frances Baily）在皇家科学院（Royal Academy of Sciences）的一次演讲中首次将它们描述为“一串珠子”，因此从那时起它们就被称为贝利珠子。请注意，百利的珠子太亮了，没有护目镜就看不见！
18. 地球总能看到日全食吗？
不，它不会。月球正以每年约1.5英寸（3.8厘米）的速度远离地球。根据这种衰退速度，在大约6亿年的时间里，月球将远离地球，以至于它看起来不再大到足以覆盖太阳。然而，月球与地球分离的速度在亿万年中发生变化，因此科学家们不确定地球何时会看到最后一次日全食。
19. 日食将如何影响太阳能发电？
如果你的太阳能房子在或接近整体路径，灯真的会熄灭，就像晚上一样。对于大型电网来说，日食将暂时减少太阳能发电所贡献的总电量。在 2023 年 10 月 14 日的日环食期间，加利福尼亚州和德克萨斯州的可用太阳能量急剧下降。与此同时，随着太阳能家庭和其他建筑物开始从电网中获取电力，需求增加。这两个网络都能够通过由天然气和其他来源供电的加油站进行补偿。
今年日食期间的功率下降可能会更加剧烈，因为在日食高峰期的阳光会减少。
20.与日食有关的神话和迷信是什么？
大多数古代文化都创造了故事来解释太阳神秘而可怕的失踪。
在中国和其他地方，人们认为太阳正在被一条龙吞噬。其他文化则归咎于饥饿的青蛙（越南）、被洛基神释放的巨狼（斯堪的纳维亚半岛）或怪物的头颅（印度）。还有一些人认为日食是太阳和月亮之间的争吵（或重逢）。一些人向天空射出燃烧的箭，以吓跑怪物或重新点燃太阳之火。一个来自特兰西瓦尼亚的特别有趣的故事说，当太阳对人类的不良行为感到厌恶时，发生了日食。
日食被视为即将到来的恶行的预兆。1133 年 8 月，国王亨利一世在漫长的日食前一天离开英格兰前往诺曼底，带来了厄运的预言。这个国家后来陷入内战，亨利还没来得及回家就去世了，这加强了日食是坏魔力的印象。
古代迷信声称日食会引起瘟疫和其他疾病。现代迷信说，日食期间准备的食物是毒药，日食会伤害看到它的孕妇的婴儿。当然，这些都不是真的。这个美丽的自然事件没有什么可害怕的。
21.动物对日食有什么反应？
科学家们还没有非常彻底地研究这个话题，但他们确实有一些一般性的结论。许多白天的动物开始了晚上的仪式，而许多夜间动物在日食结束时醒来，也许是在诅咒他们的闹钟让它们睡得这么晚！
在2017年日全食期间，科学家在南卡罗来纳州哥伦比亚的河岸动物园观察到了17个物种。随着天空变暗，大约四分之三的物种表现出一些反应。有些动物表现得很紧张，而另一些则干脆上床睡觉。一种长臂猿的反应最不寻常，它们兴奋地移动，喋喋不休，这是动物园管理员以前从未见过的。
其他研究报告说，蝙蝠和猫头鹰有时会在整体期间出来，河马会向夜间觅食地移动，蜘蛛会撕下它们的网，直到太阳回来时才能重建它们。人们看到蜜蜂在完全消失时会回到蜂巢，直到第二天才让步，蟋蟀开始晚上合唱，不幸的是，蚊子出现了，准备吃掉毫无戒心的日食观察者。
美国国家航空航天局（NASA）的一个项目“日食声景”（Eclipse Soundscapes）正在利用全国各地的志愿者来更多地了解动物对这些变化的反应。该项目收集了参与者在去年日环食期间的录音和观测结果，今年将重复观测结果。志愿者可以在 eclipsesoundscapes.org 报名
22. 科学家将如何研究今年的日食？
天文学家对日食的关注并不像过去几十年和几个世纪那样专业。然而，他们仍然安排了特殊的观测，以增加他们对太阳的了解，尤其是日冕的内缘。
观测太阳的卫星通过在太阳表面放置一个小圆盘来制造人工日食，阻挡太阳的圆盘并揭示日冕、太阳突起和被称为日冕物质抛射的带电粒子的大爆炸。
然而，由于光在黯然失色的圆盘边缘传播的方式，很难观察到太阳可见表面上方的区域，这是大部分动作发生的地方。那里的日冕被加热到数百万度，被称为太阳风的粒子的持续流动被加速到每小时一百万英里或更快，所以太阳天文学家真的很想详细观察那个区域。黯然失色的月亮不会在太阳的边缘产生相同的效果，因此日食仍然是观察太阳表面的最佳方式。
对于今年的日食，一些科学家将重复他们在2017年进行的一系列实验，使用一对高空WB-57飞机在月球阴影中“标记团队”，提供几分钟的额外观测时间。
其他科学家将利用日食来研究地球的电离层，这是大气层的一个带电层，可以“弯曲”无线电波，使它们能够绕地球数千英里。阳光在白天撕裂原子和分子，增强电荷。到了晚上，原子和分子重新组合，减少了电荷。
物理学家想要了解电离层如何对日食期间阳光的暂时损失做出反应。他们将在数以千计的业余无线电志愿者的帮助下做到这一点，他们将与地球上的其他人交换信息。在去年10月的日环食期间，当月球覆盖了大部分但不是全部太阳时，实验显示，随着阳光变暗，电离层发生了巨大而直接的变化。
美国宇航局还将发射三枚小型“探空”火箭，将仪器送入太空几分钟，在日食之前、期间和之后不久探测电离层。
另一个项目将使用雷达来研究太阳风和地球大气层之间相互作用的变化，而另一个项目将使用射电望远镜在月球经过太阳黑子和周围区域时绘制它们。
其中一个项目将把日食的图像拼凑在一起，这些图像通过40多个相同的望远镜沿着整体路径间隔拍摄，以制作一部一小时的日食电影。这些望远镜将配备可以看到日冕三维结构的仪器，使太阳科学家能够绘制日冕如何变化。
23.天文学家从日食中学到了什么？
日食一直是研究太阳、太阳系布局和宇宙物理学的有力工具。
在太空时代之前，天文学家只能在日食期间看到太阳的日冕，因此他们环游世界以捕捉这些短暂的一瞥。
日食也为完善太阳系的规模提供了机会。从地球上的不同地点观看日食并比较月球和太阳的角度有助于揭示两个天体的相对大小和距离，这是了解它们真实距离的重要步骤。
在1868年的一次日食中，两位天文学家在日冕中发现了一种新元素。它被命名为氦，以太阳的希腊名字赫利俄斯（Helios）命名。直到四分之一个世纪后，这种元素才在地球上被发现。
1919年的一次日食帮助证实了广义相对论，这是阿尔伯特·爱因斯坦的引力理论。该理论预测，一个大质量物体的引力应该会偏转在其表面附近飞行的光线路径。在日食期间，天文学家发现出现在太阳附近的背景恒星的位置发生了微小的偏移，这与爱因斯坦的方程完全吻合。
今天，天文学家正在使用可追溯到数千年前的日食记录来测量地球自转速率和到月球距离的变化。
24.过去天文学家是怎样研究日食的？
付出了巨大的努力！从他们能够准确预测日食何时何地可见的那一刻起，他们就组织了探险队，将他们带到了除南极洲以外的每个大陆，这次旅行持续了几个月，有时还会被云层或技术和人为问题所破坏。
例如，在美国独立战争期间，由塞缪尔·威廉姆斯（Samuel Williams）领导的一群哈佛科学家于1780年10月21日从缅因州佩诺布斯科特湾（Penobscot Bay）获得了英国军队的安全通道，观看了日食。不过，威廉姆斯略微错误地计算了日食的路径，因此该小组错过了几英里。（然而，探险队确实做出了一些有用的观察。
1860年，由美国顶级天文学家之一西蒙·纽科姆（Simon Newcomb）率领的探险队冒着急流、蚊虫和恶劣天气，沿着距离最近的城市数百英里的萨斯喀彻温河逆流而上。经过五个星期的艰苦工作，他们不得不在计划的观测地点停下来，尽管地点仍然在日食路径内。然而，乌云遮住了太阳，直到几乎全部结束，所以探险队空无一人。
1868 年，暹罗国王 Mongkut 邀请一支法国探险队和数百名其他政要观看来自今泰国的日食。他建造了一个天文台和一个大型院落，将他的客人安置在Mongkut自己选择的最佳观赏地点。日食完美结束，但许多游客感染了疟疾。几周后去世的Mongkut也是如此。
1914 年的一次远征，前往俄罗斯，受到乌云和第一次世界大战开始的困扰。该团队放弃了在俄罗斯天文台的仪器，并通过斯堪的纳维亚半岛逃脱。
1878 年 7 月 29 日的日食提供了较少的障碍。事实上，这是一场科学和社会的盛会。日食路径从蒙大拿领地延伸到德克萨斯州。来自美国和欧洲的天文学家团队沿着这条路散布开来。托马斯·爱迪生（Thomas Edison）将他的团队驻扎在怀俄明州，在那里他使用他自己创造的测速仪（一种他自己创造的设备）来测量日冕的温度。史密森尼未来的秘书塞缪尔·皮尔波因特·兰利（Samuel Pierpoint Langley）在科罗拉多州的派克峰（Pikes Peak）上。玛丽亚·米切尔（Maria Mitchell），也许是美国首屈一指的女科学家，前往丹佛。前一年刚刚发现火星卫星的阿萨夫·霍尔（Asaph Hall）前往科罗拉多州东部的平原。
数以千计的普通美国人参加了庆祝活动，为一些最佳观赏点支付了高昂的价格。有些事情似乎永远不会改变。
25.月食呢？
虽然日食发生在新月期间，但月食发生在月亮满月时，因此它在我们的天空中与太阳相对。月球穿过地球的阴影。在日全食中，整个月球圆盘变成橙色或红色。在日偏食中，地球的内部阴影只覆盖了月球的一部分。在半影食期间，月球穿过地球阴影的外部，使月球变暗，以至于大多数人甚至没有注意到它。
月食的发生频率与日食一样频繁，每年至少两次。然而，对于月食来说，今年是糟糕的一年。3月24日晚上有一次半影食，月亮从地球微弱的外影中滑过，9月17日晚上有一次日偏食，月亮几乎没有落入较暗的内影中。这两次日食都将在美国大部分地区可见。
本文此前发表在德克萨斯大学奥斯汀分校麦克唐纳天文台的《StarDate》杂志2024年3月/4月刊上。在全国 300 多个电台收听 StarDate 的每日广播节目，或在 stardate.org 在线订阅。
新闻旨在传播有益信息，英文版原文来自https://news.utexas.edu/2024/04/08/25-questions-and-answers-about-the-great-north-american-eclipse/