氦氣是在地球上發現之前在太陽中發現的。
這個奇怪的事實始於 1868 年 8 月 18 日的日全食。日食期間，法國天文學家皮埃爾·詹森（Pierre Janssen）用分光鏡觀察了太陽的外層大氣，分光鏡是一種將光傳播為其成分顏色的儀器。
日食使觀測成為可能。由於太陽明亮的表面被月亮擋住了，太陽的日珥和色球層變得更容易研究。詹森看到了一條亮黃色的光譜線，與熟悉的鈉線不符。
這條線指出了一些新的東西。
光譜學改變了日食科學
在光譜學出現之前，日食觀測者可以描述日冕和日珥的形狀、顏色和亮度。光譜學增加了一個新問題：太陽是由什麼組成的？
每種化學元素都會在光線下留下圖案。這些圖案就像指紋一樣。透過將太陽光與實驗室中已知材料的光進行比較，天文學家可以遠距離識別元素。
1868 年印度日食期間，詹森在日珥上使用了這種方法。他注意到光譜中鈉的部分附近有一條黃線，但並不完全是鈉應該在的位置。
這種差異在波長上很小，但意義卻很大。
Janssen、Lockyer 和新元素
日食發生後，詹森繼續工作，並找到了一種透過隔離相關波長來觀察日全食之外的同一條太陽線的方法。
1868 年晚些時候，在英國，諾曼洛克耶 (Norman Lockyer) 獨立觀測到了同一條黃線。洛克耶認為它來自地球上尚不為人所知的元素。他和化學家愛德華·弗蘭克蘭建議使用“氦”這個名稱，源自與太陽相關的希臘名字“赫利俄斯”。
這是一個大膽的想法。科學家習慣在地球礦物、氣體和化合物中發現元素。氦氣顛倒了通常的順序：首先在陽光下出現，後來在地球上被隔離。
直到 1895，威廉·拉姆齊 (William Ramsay) 在鈾礦物中發現了地球上的氦，才被分離出來。
為什麼日食有幫助
太陽明亮的表面通常會淹沒日珥和色球層發出的微弱光線。全食性會在幾分鐘內消除眩光。
這段短暫的間隔足以揭示太陽的隱藏層。這與日冕食觀測背後的基本原理相同：阻擋光球層，微弱的結構變得可見。
1868 年的日食出現在科學史上的正確時刻。分光鏡已經變得足夠強大，可以將彩色光轉化為化學證據。日食探險為天文學家提供了一個臨時的天然實驗室。
氦氣改變了什麼
氦現在很常見：氣球、低溫學、核磁共振成像機、洩漏檢測、深海呼吸混合物和太陽物理學都以不同的方式涉及它。但它的發現提醒人們，宇宙可以揭示地球以外的化學現象。
太陽不再只是天空中的一個明亮的圓盤或時鐘。它是一個具有氣體、溫度、運動和元素的物理物體，可以在數百萬公里之外進行研究。
這一轉變有助於創建現代天文物理學。
短暫的日食，漫長的遺產
1868 年的全食只持續了幾分鐘，但觀測結果改變了元素週期表。
這個故事也說明了為什麼日食不僅僅是視覺奇觀。這是罕見的觀測條件。當月亮遮住太陽時，隱藏的東西就變得可以測量了：日冕、日珥、陰影邊緣，在這種情況下，還有一個新元素。
下次當您看到月球邊緣周圍有粉紅色日珥的日全食圖像時，請記住，這些相同的太陽特徵有助於揭示氦氣。
來源和相關指南
- 普渡化學關於在 1868 年日食期間首次觀察到氦氣 的歷史記錄總結了 Janssen、Lockyer 以及後來在地球上分離出的氦氣。
- 科學史研究所的氦發現的歷史 解釋了詹森的日食觀測和洛克耶的獨立工作。
- 大英百科全書的 約瑟夫·諾曼·洛克耶 條目為洛克耶的太陽光譜添加了傳記背景。
- 相關 SolarWatch 指南：日冕、日食接觸時間、日食預測如何運作 和 日食安全。
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