以下文章经许可转载自The Conversation，这是一个报道最新研究的在线出版物。
几个世纪以来，天文学家们已经意识到，日全食提供了一个宝贵的科学机会。在所谓的全食期间，不透明的月球完全遮蔽了太阳明亮的光球层——太阳的薄表面层，它发出太阳的大部分光。日食使天文学家能够研究太阳色彩斑斓的外层大气及其精细的延伸日冕，这些通常在光球层耀眼的光芒中是看不见的。
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但是日全食并不常见，并且仅在狭窄的全食带中可见。因此，日食考察需要周密的提前计划，以确保天文学家及其设备在正确的时间出现在正确的地点。正如天文学史所表明的那样，即使对于准备最充分的日食追逐者来说，事情也并非总能如期进行。
进入充满敌意的领地，听命于地图
塞缪尔·威廉姆斯是哈佛学院新任命的数学和自然哲学教授，他渴望观测日全食。他曾见过 1769 年的金星凌日，但从未有机会在日食期间研究太阳的日冕。根据他的计算，1780 年 10 月 27 日，缅因州的佩诺布斯科特湾将可以看到日全食。
但是从马萨诸塞州到达缅因州将是一个问题；独立战争正在肆虐，缅因州被英国军队占领。马萨诸塞州立法机构向威廉姆斯伸出了援手；它指示该州的战争委员会配备一艘船来运送日食追逐者。众议院议长约翰·汉考克致信英国在缅因州的指挥官，请求允许这些科学家进行观测。当满载天文学家的船只抵达佩诺布斯科特湾时，威廉姆斯和他的团队被允许登陆，但被限制在距离大陆三英里的伊尔斯伯勒岛上。
重要日子的早晨万里无云。随着计算出的全食时刻临近中午十二点半，兴奋感逐渐增强。未被遮蔽的太阳光越来越窄。
然后，在下午 12:31，它开始变得越来越宽。威廉姆斯沮丧地意识到，他根本不在全食带中。他们偏南了 30 英里。
在一次沮丧的航行返回马萨诸塞州后，威廉姆斯试图确定哪里出了问题。当时和随后的几个世纪里，一些天文学家认为他对全食带的计算是不准确的。
然而，威廉姆斯有不同的解释。在他提交给新成立的美国艺术与科学院的报告中，他将责任归咎于糟糕的地图。
“我们观测地点的经度与我们在计算中假设的非常吻合。但是纬度比该国地图给我们的预期值低了将近半度。”
由于半度经度对应 30 海里，这可以解释为什么威廉姆斯最终偏南太远。
尽管塞缪尔·威廉姆斯错过了观看日全食，但他的考察并非完全失败。在观察下午 12:31 可见的狭窄太阳光时，他注意到它变得“破碎或分离成滴状”。这些明亮的滴状物，今天被称为贝利珠，是太阳光穿过月球可见边缘的峡谷和洼地造成的。它们以天文学家弗朗西斯·贝利的名字命名；然而，贝利在 1836 年看到并描述了贝利珠，比威廉姆斯观察到它们晚了近 56 年。
烟雾缭绕，难以观测
大约一个世纪后，1871 年，英国天文学家诺曼·洛克耶渴望观测日全食。
三年前，他和法国天文学家皮埃尔·让森分别测量了太阳色球的光谱；令他们惊讶的是，他们发现光谱的黄色范围内有一条发射线，不对应于任何已知元素。
洛克耶大胆地声称，这条发射线来自一种新元素，他以太阳神赫利俄斯的名字将其命名为“氦”。意识到日食为寻找更多未发现的元素提供了有益的机会，洛克耶成为日食考察的坚定倡导者。他知道 1871 年 12 月 12 日的日全食将穿过印度南部，并说服英国科学促进协会赞助一次考察。为了表明英国在印度的统治与科学进步有关，英国政府资助了 2000 英镑，P&O 轮船公司为日食追逐者提供了前往印度的优惠票价。
洛克耶前往印度的航行很顺利。（这并非理所当然；1870 年，洛克耶在前往意大利观看日食的途中，乘坐的船只在西西里岛东海岸附近搁浅。）该团队在印度西南海岸贝卡尔堡的一座塔楼上架设了仪器。1871 年 12 月 12 日的早晨万里无云。尽管洛克耶发着烧（并且受到他为治疗而服用的鸦片的影响），但他已经准备好了。
然后，在日食的初始阶段，他注意到堡垒下方区域的异常活动。当地居民聚集了大量的灌木丛来点燃篝火；显然，他们希望通过在地球上制造明亮的火焰来鼓励变暗的太阳再次变亮。洛克耶感到震惊；烟柱会直接在他和日食的太阳之间升起，毁了他的观测。
幸运的是，当地的警察局长恰好在场；他召集了一队警察扑灭了大火并驱散了人群。在现在没有烟雾的日食期间，洛克耶对太阳日冕的结构进行了有价值的观测。
要观看日食，您必须看到太阳
跳到 20 世纪初。英国皇家天文学家弗兰克·戴森爵士渴望观看日全食。他不必走太远，因为 1927 年 6 月 29 日的日食的全食带横跨英格兰北部，从西部的布莱克浦到东部的哈特尔浦。作为科学界的知名人士和著名的日食专家，戴森在获得日食观测的财政支持方面没有任何困难。
然而，他无法掌控的是英国出了名的反复无常的天气。在六月，英格兰北部平均每天约有七小时的直射阳光；然而，这来自于包括完全阴天和完全晴朗天气的混合天气。戴森不知道会发生什么。
在查看了预测的日食路径沿线的天气记录后，戴森决定在约克郡的吉格尔斯威克村进行观测。当他和他的团队为日食做准备时，地点的选择最初似乎令人怀疑；在日食前的两周里，每天下午，在 6 月 29 日将发生全食的时段，天空都完全阴沉。
尽管天气非常不乐观，但成群结队的充满希望的人们还是聚集在广为宣传的日食路径上。铁路公司运营了特殊的游览列车，全食路径沿线的城镇赞助了“日食舞会”，报纸为订阅者提供了“日食眼镜”。
但不幸的是，最终，日食路径沿线的大多数观众都感到失望。从遮挡布莱克浦塔完全被食的太阳的漂浮不定的云，到哈特尔浦连绵不断的阴天，天气都没有配合。
然而，幸运的是，对于弗兰克·戴森来说，吉格尔斯威克镇几乎是日食路径沿线上唯一在全食期间天空晴朗的地点。估计有70,000 人聚集在那里，追随皇家天文学家的脚步，也受益于戴森的好运。
日食过后，戴森的公开声明以英国的标准来看，绝对是兴高采烈的。
“照片效果非常好。非常清晰和引人注目的日食。我们的观测进行得非常顺利。”
尽管天气……和烟雾缭绕的篝火……以及不可靠的地图……带来了困难，但天文学家们始终坚持不懈地追求观看日食。
本文最初发表于The Conversation。阅读原文。