歴史を通じた日食

古代でもっともよく引用される出来事は、いわゆる「タレスの日食」です。ギリシアの歴史家ヘロドトスの記述によれば、紀元前585年5月28日、現在のトルコを流れるハリュス川のほとりで戦っていたリディアとメディアの軍勢の戦闘が、皆既日食によって中断されました。戦いの真っ最中に突然訪れた暗闇に両軍とも恐れをなし、ただちに武器を置いて和平交渉に入ったといいます。伝承では、哲学者タレス・オブ・ミレトスがこの日食を予測していたとされ、もしその伝承が事実であれば、西洋史上最古の記録に残る天文学的予測ということになります。もっとも、現代の歴史家の多くは、当時の天文学の水準でタレスが正確な日付を計算できたかどうかに懐疑的です。それでも、この逸話は文字どおり戦争を止めた日食の代表例として語り継がれています。

それから約2500年後、もう一つの日食が物理学の流れを変えることになります。1919年5月29日、アーサー・エディントンが率いる西アフリカ沖プリンシペ島への遠征隊と、ブラジルのソブラルへの遠征隊という2つの英国の科学調査隊が、皆既の間を利用して、日食中の太陽の縁近くに見える恒星を撮影しました。もしアルベルト・アインシュタインの当時まだ新しかった一般相対性理論が予測するとおり、太陽のそばを通る星の光が曲げられるのであれば、その見かけの位置は、太陽が近くにない夜間の位置からわずかにずれるはずでした。観測の結果、この光の湾曲が確認され、そのニュースは世界中を駆け巡りました。それは、アインシュタインが専門分野で尊敬される一物理学者から、世界的な著名人へと変わった瞬間でした。

日食の幾何学的な仕組みが理解されるずっと前から、バビロニアの天文学者たちは驚くほどの精度で日食を予測していました。彼らは何世紀にもわたり、少なくとも紀元前2千年紀までさかのぼる天文学・占星術の伝統のもと、粘土板に楔形文字で体系的かつ詳細な日食の記録を残しました。これほど多くの観測を積み重ねる中で、日食がおよそ18年と11日の周期で繰り返される傾向があること——今日でいう「サロス周期」——を突き止めました。なぜその周期が生じるのかを説明できなくても、太陽系のモデルを持たないまま、次の日食がいつ起こりそうかを予測するのにその周期を活用していたのです。

中国には、知られている中でも最古級の日食の記録が残されています。3000年以上前の殷(商)王朝の甲骨文には、すでに日食の観測が記されています。中国の伝承には、日食を予測できなかったために処罰されたとされる2人の宮廷天文官、羲(ぎ)と和(か)の物語も伝わっています。この年代は確定していません。この話が文字どおりの史実かどうかにかかわらず、日食の予測が天の秩序に対する皇帝の権威と結びついた、まさに国家的な責務とみなされていたことをよく示しています。

ギリシアの天文学は次の段階へと進み、周期性だけでなく幾何学的な原因そのものを探求しました。日食は月の影であり、月食は地球の影であることが理解されると、それを土台として、数世紀後の2世紀にクラウディオス・プトレマイオスが、当時としては驚くべき精度で日食を予測できる数学モデルを構築しました。もっとも、それは後に近代天文学によって置き換えられることになる地球中心説に基づくものでした。

1868年8月18日、南アジアから東南アジアにかけて見られた皆既日食によって、天文学者たちは初めて、太陽の彩層——ふだんは光球の明るさに隠れて見えない太陽大気の薄い層——の光のスペクトルを詳しく分析することができました。それぞれ独立に研究していたフランスのピエール・ジャンサンとイギリスのノーマン・ロッキャーは、地球上で知られているどの元素とも一致しない黄色い輝線スペクトルを検出しました。ロッキャーは化学者エドワード・フランクランドとともに、これが新しい元素であると提唱し、太陽を意味するギリシア語「ヘリオス」にちなんで「ヘリウム」と名付けました。これは、地球上で見つかるより先に天体上で化学元素が同定された初めての例であり、ヘリウムが地球上で単離されたのは1895年になってからのことでした。

もう一つの大きな例は、すでに歴史的な役割として触れた1919年5月29日の日食です。科学的に見れば、その重要性は、一般相対性理論のきわめて具体的かつ測定可能な予測——太陽の質量のそばを通る星の光がどれだけ曲がるべきか——を検証し、数式の上だけでなく実際のデータによって確認した点にあります。この2つの出来事には共通点があります。太陽の円盤のすぐそばにあるかすかな彩層と恒星の両方を観測できるほど空が暗くなるのは、日食の皆既中だけであり、それ以外の時間には非常に専門的な機材なしには不可能だということです。

スペインは、太陽物理学にとって決定的な意味を持ついくつかの日食の舞台となってきました。1860年7月18日、皆既帯が半島北部を横切り、イギリスの天文学者ウォーレン・デ・ラ・ルーはリバベジョサ(ブルゴス県)からこの日食を撮影し、同時にイタリア人イエズス会士アンジェロ・セッキも独立にデシエルト・デ・ラス・パルマス(カステリョン県)から撮影を行いました。数百キロメートル離れた地点から同時に撮影されたそれぞれの写真を比較することで、日食中の太陽のそばに見える赤い突起(プロミネンス)が、当時一部で主張されていたような月の大気による光学的効果ではなく、太陽そのものに属する実在の構造であることを実証しました。これは、日食の際に写真が科学的な証拠として用いられた最初期の例の一つです。

1905年8月30日には、別の皆既日食が再びスペインを横切り、今度は皆既帯沿いの各地に設けられた急ごしらえの観測所に、コロナや彩層を分光観測するための多数の国際科学調査隊を集めました。この日食は、その後1世紀以上にわたり、スペイン本土(半島部)を通過した最後の皆既日食となりました。次に月の影がスペインの地に及んだのは1959年10月2日で、それもカナリア諸島のみでした。2026年8月12日、皆既帯が再び半島を横切り、スペインは121年ぶりに月の影に包まれました。