美国宇航局研究显示月球地形数据可提高日食计算精度

美国宇航局的最新研究揭示了一种生成极其精确的日食地图的方法，该地图绘制了月球阴影穿过地球表面时的预测路径。传统上，日食计算假设所有观察者都处于地球海平面，月球是一个光滑的球体，围绕其重心完全对称。因此，这些计算没有考虑到地球上的不同海拔高度或月球坑坑洼洼、凹凸不平的表面。

为了获得稍微精确一些的地图，人们可以使用海拔表和月球边缘图（从地球上看到的月球可见表面的边缘）。然而，现在通过结合 NASA 的 LRO（月球勘测轨道器）观测的月球地形数据，日食计算的准确性更高。

美国宇航局戈达德太空飞行中心的可视化师厄尼·赖特利用月球勘测轨道器海拔地图，在月球阴影经过地球时绘制了不断变化的月球边缘轮廓。月球圆盘边缘的山脉和山谷对日全食的时间和持续时间有几秒钟的影响。赖特还利用美国宇航局的几组数据集绘制了地球的海拔地图，以便日食观察者的位置能够以真实的高度显示出来。

最终的可视化结果展现出了前所未见的景象：月球阴影真实的、随时间变化的形状，以及精确的月球边缘和地球地形的影响。

赖特说： “从 2017 年日全食开始，我们就一直在发布日食地图和影片，展示月球中心阴影——本影的真实形状。”

“人们会问，为什么它看起来像土豆而不是光滑的椭圆形？简而言之，月球并不是一个完美的光滑球体。”

月球边缘的山脉和山谷改变了阴影的形状。山谷也是贝利珠和钻石环的形成原因，它们是全食前可见的最后几部分太阳残骸和全食后可见的第一部分太阳残骸。

赖特是 9 月 19 日《天文学杂志》上发表的一篇论文的主要作者，该论文首次揭示了月球地形如何形成本影形状。月球边缘的山谷就像针孔一样，将太阳的图像投射到地球表面。

本影是这些投射的太阳图像中间的小孔，太阳的图像都无法到达这里。

本影的边缘由投射的太阳图像边缘的小弧组成。

这只是论文中描述的新型日食映射方法得出的几个令人惊讶的结果之一。与 200 年前发明的传统方法不同，新方法每次渲染一个像素的日食图，就像 3D 动画软件创建图像一样。它也类似于其他复杂现象（如天气）在计算机中建模的方式，即将问题分解成数百万个微小部分，这是计算机非常擅长的事情，也是 200 年前无法想象的事情。