一千五年前的日食記錄使科學家能夠改進地球自轉變化的測量。
透過對拜占庭帝國歷史文獻的艱苦審查,科學家們獲得了五次日食的時間和地點。 結果雖然與先前的發現一致,但對地球的可變自轉速率施加了新的、更嚴格的限制,使我們能夠更好地了解地球如何隨著時間的推移而變化。
一天的長度似乎是一個相當可靠、不變的指標。 一天二十四小時:86,400 秒。 這就是我們所有的時鐘日復一日地計時的結果。 這就是我們生活的節拍。 但這有點錯覺。
我們的星球自轉的速度會受到腳下和頭頂上各種因素的影響而減慢和加速。
考慮一下我們的日子逐漸變長的長期趨勢。 根據化石記錄,科學家推斷,白天只是時長18小時14億年前,以及縮短半小時比七千萬年前的今天還要多。 我們似乎正在收穫一世紀 1.8 毫秒。
然後就是奇怪的事情六年振盪:科學家發現,地球的一天大約每六年就會經歷正負0.2秒的時間變化。
地球自轉軸的擺動似乎能夠產生異常現象,例如白天特別短去年記錄的。 只是為了一些不同的東西。
從核心活動,到大氣阻力,到不斷擴張的軌道月亮,許多因素會影響地球日的實際長度。
我們將手錶設定的可接受的一天長度(通用時間,UT)與原子鐘(我們擁有的最準確的計時設備)精確計數的標準化度量(地球時間,TT)之間的差異是稱為ΔT (delta- T) 的測量值。
當談到日食時,ΔT 變得非常重要。 這是因為太陽和月亮的位置是使用 TT 計算和預測的,但月球的陰影將落在 UT 下運行的行星上。 因此,您需要知道兩個時間之間的差異,以便預測在地球上的哪個位置可以看到日食。
但是,它也有相反的作用! 如果您有日食的精確時間和地點,您可以計算出 ΔT。 科學家已經能夠根據中國、歐洲和中東的歷史記錄計算出ΔT。
名古屋大學的早川久史、筑波大學的村田浩二和日本國家天文台的相馬滿三名科學家現在正在仔細研究拜占庭帝國的歷史文獻,以做同樣的事情。
這是為了填補一個重大空白:從公元四世紀到七世紀,日食記錄很少。 這是一項繁瑣的工作。 例如,與現代研究相關的細節通常沒有包含在記錄中。 但研究人員能夠從先前從未分析過的紀錄中精確定位出五次日食。
“雖然這一時期的原始目擊者描述大多已丟失,但後人記錄的引文、翻譯等提供了有價值的信息,”村田說。
「除了可靠的位置和時間資訊之外,我們還需要確認日全食:白天黑暗到星星出現在天空中的程度。我們能夠確定 4 世紀到 7 世紀五次日全食的可能時間和地點在東地中海地區,公元346、418、484、601 和693 年。
在很大程度上,團隊從這些結果中得出的 ΔT 值與先前的估計一致。
然而,也有一些驚喜。 根據對公元 418 年 7 月 19 日發生的日食的描述,研究人員確定了日全食的觀測地點為君士坦丁堡。
作者、歷史學家Philostorgius 描述了這次日食:「當狄奧多西[皇帝狄奧多西二世]進入青春期時,7 月19 日上午八點左右,太陽完全被遮蔽,星星出現了。 」
Philostorgius 從公元 394 年左右一直居住在君士坦丁堡,直到公元 439 年左右去世。 因此,他很可能在那裡觀看了日食。 先前的 ΔT 模型將君士坦丁堡置於日全食路徑之外,因此記錄允許團隊調整這次的 ΔT。
其他記錄也顯示出輕微的調整。
“我們的新 ΔT 數據填補了相當大的空白,並表明 5 世紀的 ΔT 裕度應向上修正,而 6 世紀和 7 世紀的 ΔT 裕度應向下修正。”村田說。
儘管這些調整可能看起來很小,但它們具有相當大的影響。 它們對地球自轉在世紀時間尺度上的變化施加了更嚴格的限制,並可能為未來其他地球物理現象的研究提供信息,例如對行星內部和長期海平面變化進行建模。
該研究發表於太平洋天文學會的出版品。