ヘリウムは地球上で発見される前に太陽で発見されました。
その奇妙な事実は、1868 年 8 月 18 日の皆既日食から始まります。日食の間、フランスの天文学者ピエール・ヤンセンは、光を構成色に広げる分光器を使って太陽の外気を観察した。
日食のおかげで観測が可能になりました。太陽の明るい顔が月によって遮られることで、太陽のプロミネンスと彩層の研究が容易になりました。ヤンセンは、よく知られているナトリウム線と一致しない明るい黄色のスペクトル線を目撃しました。
その行は何か新しいことを示していました。
分光法が日食の科学を変えた
分光法が登場する以前は、日食観察者はコロナとプロミネンスの形状、色、明るさを説明できました。分光法では、太陽は何でできているのかという新たな疑問が加わりました。
それぞれの化学元素は光の中でパターンを残します。これらのパターンは指紋のように機能します。太陽からの光と実験室の既知の物質からの光を比較することで、天文学者は遠くにある元素を識別することができました。
1868 年にインドで起きた日食の際、ヤンセンは太陽のプロミネンスに対してこの方法を使用しました。彼は、スペクトルのナトリウムの部分の近くに黄色の線があることに気づきましたが、正確にはナトリウムがあるべき場所ではありませんでした。
その違いは波長としては小さいですが、意味としては非常に大きなものでした。
Janssen、Lockyer、および新しい要素
ヤンセンは日食後も研究を続け、関連する波長を分離することで皆既の外側の同じ太陽線を観察する方法を発見しました。
イギリスでは、ノーマン ロッキャーが 1868 年後半に同じ黄色の線を独自に観察しました。ロッキャーは、それは地球上でまだ知られていない元素から来たものであると主張しました。彼と化学者のエドワード・フランクランドは、太陽に関連するギリシャ語の名前であるヘリオスからヘリウムという名前を提案しました。
それは大胆なアイデアでした。科学者は、地球上の鉱物、ガス、化合物に含まれる元素を発見することに慣れていました。ヘリウムは通常の順序を逆転させ、最初は太陽光の中で観察され、その後地球上で分離されました。
地上ヘリウムは 1895 まで分離されず、ウィリアム ラムゼイがウラン鉱物からヘリウムを発見しました。
日食が役に立った理由
太陽の明るい表面は通常、プロミネンスや彩層からの微かな光をかき消します。 Totality はそのまぶしさを数分間除去します。
その短い間隔は、太陽の隠れた層を明らかにするのに十分です。これは、コロナの日食観測の背後にある基本原理と同じです。つまり、光球が遮断され、かすかな構造が見えるようになるのです。
1868 年の日食は、科学史における適切な瞬間に到来しました。分光器は、色の付いた光を化学的証拠に変換できるほど強力になりました。日食探査は天文学者に一時的な自然実験室を提供しました。
ヘリウムは何を変えたのか
ヘリウムは現在ではよく知られており、気球、極低温装置、MRI 装置、漏れ検出、深海呼吸混合物、太陽物理学などすべてがさまざまな方法でヘリウムに関わっています。しかし、その発見は、宇宙が地球を超えて化学を明らかにできることを思い出させました。
太陽はもはや、空に浮かぶ単なる明るい円盤や時計ではありませんでした。それは、数百万キロメートル離れた場所からでも研究できる、ガス、温度、動き、要素を備えた物理的な物体でした。
この変化は現代の天体物理学の誕生に貢献しました。
短い日食、長い遺産
1868 年の皆既現象は数分しか続かなかったが、観測により周期表が変更された。
この物語は、日食が単に視覚的な見世物以上のものである理由も示しています。珍しい観察条件です。月が太陽を覆うと、コロナ、プロミネンス、シャドウエッジ、そしてこの場合は新しい要素など、隠れたものが測定可能になります。
次回、月の端の周りにピンク色のプロミネンスがある皆既日食の画像を見るときは、それらの同じ太陽の特徴がヘリウムを明らかにするのに役立ったことを思い出してください。
ソースと関連ガイド
- [1868 年の日食中に初めて観察されたヘリウム] に関する Purdue Chemistry の歴史ノート (https://www.chem.purdue.edu/history/helium.html) は、ヤンセン、ロッキャイヤー、そしてその後の地球上でのヘリウムの分離を要約しています。
- 科学史研究所の ヘリウム発見の歴史 では、ヤンセンの日食観測とロッキャーの独立した研究について説明しています。
- Britannica の Joseph Norman Lockyer エントリは、Lockyer の太陽分光法に関する伝記的背景を追加します。
- 関連する SolarWatch ガイド: 太陽コロナ、日食接触時間、日食予測の仕組み、日食の安全性。
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