本文是关于 2024 年美国大日全食特别报道 的一部分，该日全食将于 2024 年 4 月 8 日在美国、墨西哥和加拿大部分地区可见。
今年四月将发生的日全食应该在很多方面都非常壮观，即使对于那些有幸在 2017 年观看过太阳表演的人来说也是如此。
日全食大约每 18 个月发生一次，并且许多日全食只能在海洋或同样难以到达的地区可见，因此在人口稠密地区发生的任何此类日全食都值得庆祝。但是，2024 年在北美洲上空的日全食将发生在太阳接近其活动周期的峰值时。这与上次 美国大日全食（发生在 2017 年 8 月） 形成鲜明对比，当时太阳活动正接近最低点。
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“比较这两次日全食会很有趣，”科罗拉多州博尔德市国家太阳天文台的太阳科学家桑杰·戈赛因说。
在 2017 年全食的魔幻时刻，当月球精确地对准太阳可见表面的圆盘时，可以短暂地用肉眼观看这种汇聚，并捕捉到我们恒星大气层或日冕的壮丽景象，它在月球的黑色周围勾勒出浅浅的白色污迹，并带有几根闪亮的光芒。
今年四月，类似的日全食将光临北美洲的不同区域，包括墨西哥、德克萨斯州、阿肯色州、印第安纳州、俄亥俄州、纽约州北部、缅因州等。但是，太阳日冕的难以捉摸的景象将看起来有所不同，因为这次日全食发生在我们的恒星 11 年活动周期的相反一端附近。
图片来源：凯蒂·皮克；来源：NASA（日食路径数据）
科罗拉多州博尔德市西南研究所的太阳科学家丽莎·厄普顿说：“我们即将到来的 2024 年日全食将与我们在 2017 年看到的大不相同，因为我们看到的日冕将具有更多的结构。”
太阳的活动（科学家通过恒星表面被称为太阳黑子的暗斑数量来衡量）受太阳磁场控制，太阳磁场每 11 年就会自行打结和解开。当太阳处于最平静状态，几乎没有太阳黑子时，它的磁场是强大而有序的，恒星的顶部和底部都有整齐的磁极。当太阳处于最活跃状态，太阳黑子在太阳表面上翩翩起舞时，它的 磁场处于平静期，并且恒星的每个极几乎都没有磁场。
NASA 太阳科学家马杜里卡·古哈塔库尔塔说，目前大量的太阳黑子和磁极的消失表明，太阳活动极大期要么已经到来，要么正在快速逼近。“日冕的形状随着太阳周期而发生巨大变化，”古哈塔库尔塔说。这一次，科学家们预计，与太阳活动较平静时期的日食相比，日冕将显得更大，并具有更多的外流和尖状结构。
了解太阳活动所带来的后果远比仅仅欣赏各种日冕景象要严重得多。太阳活动会在太阳系中向外扩散，并可能干扰绕地球运行的通信和导航卫星，甚至可能中断地球表面的电网运行。目前，这些后果几乎没有预警，但科学家们正在努力磨练他们预测这种“空间天气”的能力。
自 2017 年日食以来，几种专门用于研究太阳日冕和磁场的科学仪器已开始运行。特别是，NASA 派遣帕克太阳探测器深入太阳日冕飞行，欧洲航天局发射了太阳轨道器航天器以观察太阳两极，国家太阳天文台在夏威夷毛伊岛开设了丹尼尔·井上太阳望远镜。
古哈塔库尔塔说，日全食仍然是研究太阳的宝贵机会。这是因为没有任何仪器能够像日食期间那样在可见光下如此靠近太阳表面地观测日冕。而这些正是科学家们需要更好地了解恒星的日冕和磁场如何相互作用，以及这些现象的后果如何影响绕地球运行的卫星的观测结果。这也是为什么科学家们涌向每一次日全食，无论太阳活动如何，并希望其他人也这样做。“日全食总是令人兴奋的，”古哈塔库尔塔说。“它会改变你。”