Дебелата корона на Слънцето свети ярко по време на пълно слънчево затъмнение.
(Изображение: © Miloslav Druckmüller / Peter Aniol / Vojtech Rušin / omubomír Klocok / Karel Martišek / Martin Dietzel)
В Южна Америка милиони очи ще се обърнат към небето, докато луната се движи пред слънцето, за да представи слънчево затъмнение днес (2 юли). Докато почти целия континент ще види луната, която покрива поне част от слънцето, наблюдателите на небето в части на Чили и Аржентина ще изпитат няколко моменти от дневен здрач, тъй като луната напълно замъглява слънцето при пълно слънчево затъмнение.
Но докато повечето наблюдатели на небето ще накиснат в страховитата гледка, някои ще обърнат по-критично, научно око на събитието. Затъмнението ще се случи над Междуамериканската обсерватория „Серо Тололо“ на Националната научна фондация (NSF) Cerro Tololo в северната част на Чили, където пет екипа учени ще изучават атмосферата на Слънцето и Земята по време на затъмнението, за да получат само трудно забележими наблюдения в мимолетните моменти на дневна тъмнина.
"На 2 юли финансирането на NSF ще даде възможност на учените да се възползват от ценната възможност на тотално слънчево затъмнение да изучават слънчевата корона", казва в изявление директорът на програмата на NSF Дейвид Боболц. Слънцето ще остане скрито за 2 минути и 6 секунди в телескопа.
Докато Луната често се движи пред част от слънцето по време на частични слънчеви затъмнения, които се случват средно няколко пъти в годината, слънцето е напълно блокирано по време на пълно слънчево затъмнение. Разликата между пълно слънчево затъмнение и частично затъмнение, дори когато 99% от слънцето е защитено, е драматична и може да позволи по-широк спектър от научни експерименти. Когато тялото на слънцето е напълно блокирано, неуловимата вътрешна корона става видима.
Съставена от изключително горещи газове, корона е мистериозно по-гореща от повърхността на слънцето. Въпреки високата си температура, той е милиони пъти по-тъмен от видимото тяло на слънцето, поради своята дебела природа. Изучаването на короната може да разкрие представа за космическото време, генерирано от слънцето, което може да окаже значително влияние върху Земята.
В допълнение към извършването на ценна наука, всеки екип очертава план за затъмнение за включване на местни чилийски и чуждестранни студенти, астрономи-аматьори и широката общественост.
Експеримент с продължителност десетилетия
През 90-те години американският астроном Джей Пасахоф започва програма за наблюдение, която оттогава продължава да наблюдава променящото се слънце. Чрез измерване на текущия цвят, форма и температура на короната учените се надяват да подобрят разбирането си за изригванията и стримерите, които идват от слънцето.
Пасахоф, професор по астрономия от колежа Уилямс в Масачузетс, е един от трима мъже, които държат рекорда за наблюдение на най-общите слънчеви затъмнения. Той е обиколил света, за да наблюдава 70 слънчеви затъмнения, като 34 от тях са пълни слънчеви затъмнения.
"Всеки поглед, който получаваме от слънцето по време на пълно слънчево затъмнение - само няколко минути на всеки 18 месеца или повече - ни дава различен набор от функции, които трябва да разгледаме", казва Пасахоф в изявлението.
Наблюденията на характеристиките на слънцето могат да помогнат да се подобри нашето разбиране за изхвърлянията на короналната маса (CMEs), изригванията на зареден материал, изтласкван от слънчевата повърхност. Докато тези бучки пътуват навън в космоса, те могат да се сблъскат с планети като Земята и да взаимодействат с техните магнитни полета. През 1859 г. слънчева буря, известна като събитието в Карингтън, предизвиква електрически шокове и къси къси по телеграфните проводници, като дори позволява телеграфите да бъдат изключени от захранването им. Подобно събитие днес, в далеч по-електронен свят, може да има значителни последствия.
Екипът на Pasachoff също ще проучи големи коронални структури, известни като стримери, острите региони, които се появяват в повечето изображения на короната. Тъй като 2019 г. тоталното слънчево затъмнение се случва по време на сравнително тиха част от 11-годишния цикъл на слънчевата дейност, той ще осигури рядък изглед на слънчевите полярни потоци, снопчетата отворени магнитни полета, произведени на слънчевия северен и южен полюс.
"С нетърпение очаквам да сравня наблюденията си върху короната, взета по време на затъмнението ... с прогнози, които колегите правят преди затъмнението въз основа на магнитното поле на Слънцето и слънчеви петна през предходния месец", каза Пасахоф. Прогнозите и наблюденията ще бъдат комбинирани в компютърни изображения, след като затъмнението приключи.
Температурата на слънцето също се променя през 11-годишния цикъл. Чрез измерване на прегрято желязо в короната екипът ще може да измери общата температура на короната, за да проучи как тя се променя във времето.
„Слънчеви вятърни шерпи“
Втори екип от изследователи, известен като „Слънчеви вятърни шерпи“, ще изследва слънчевата корона от три различни места в Южна Америка. Водена от астронома Шадия Хабал от Хавайския университет, тази група ще изучава слънцето от Серо Тололо и две други места в Аржентина. В допълнение към увеличаването на шансовете да могат да наблюдават слънцето при ясно време, наличието на множество места също ще позволи на изследователите да измерват промените в структурата на короната, които се случват в много малки времеви граници.
Планът не е нов. Екипът на Хабай използва подобна стратегия по време на пълното слънчево затъмнение на 21 август 2017 г. над Съединените щати. Тяхната цел е да увеличат набора от инструменти, използвани в наблюденията, и да изучават различни дължини на вълната, които все още не са проучени.
Астрономите планират да използват многовълнови изображения и спектроскопични измервания, които разбиват светлината на нейните компоненти дължини на вълната, за да открият химичния състав, температурата, плътността, движението, което не е свързано с топлината, и отливите на различни части на короната. Всеки атрибут ще се изучава в близост до слънчевата повърхност, където настъпва най-голямата промяна в слънчевото магнитно поле и където слънчевият вятър и короналната маса се раждат и изхвърлят от слънцето.
Хабал каза, че затъмнението е уникално, "защото се случва късно следобед и слънцето ще бъде на много малка надморска височина. Също така слънцето е близо до слънчевия минимум, така че разпределението на структурите в слънчевата корона ще бъде различно от преди две години" . "
„Голямо постижение за гражданската наука“
Астрономите от Националната астрономическа обсерватория на Япония също ще създадат множество станции за изследване на затъмнението. Екипът на Йоичиро Ханаока ще извърши наблюдения на короната в близост до повърхността, регион, който не се вижда от космическите обсерватории, като обсерваторията за слънчева и хелиосфера на НАСА (SOHO) и обсерваторията за слънчеви наземни отношения (STEREO). Комбинирайки наземните изображения с тези, получени от космоса, Ханаока и неговите колеги ще могат да конструират цялостен образ на короната.
Екипът на Ханаока няма да бъде изцяло съставен от професионалисти.
"Ще си сътрудничим с любители наблюдатели, широко разпространени по пътеката на пълното затъмнение в Чили и Аржентина, за да организираме наблюдения на много места", каза той. Комбинирането на всички тези наблюдения ще даде представа как се променя корона с течение на времето. "Това ще бъде голямо постижение за гражданската наука", каза Ханаока.
Поляризационен проект
Магнитното поле на короната и структурите в нея играят основна роля в космическото време. Измерването на ориентацията на слънчевото магнитно поле може да помогне за прогнози за това, което движи космическите метеорологични събития като CME. Но надеждното измерване на магнитното поле остава предизвикателство.
За да измерват магнитното поле на слънцето, учените трябва да измерват поляризацията на светлината, идваща от слънцето. Подобно на поляризираните слънчеви очила, поляризаторите на слънчевите телескопи филтрират светлината, която не съответства на тяхната ориентация.
„Като завъртим тези поляризатори, ние можем да съчетаем формата на магнитното поле на слънцето“, казва Пол Брайънс, изследовател от Университетската корпорация за атмосферни изследвания, който ще ръководи проекта за изучаване на магнитното поле на слънцето. "Това ще ни помогне да разберем какви типове конфигурации на магнитното поле могат да доведат до изригващи събития", каза той.
Обратно на Земята
Докато първите четири екипа на NSF ще насочат погледа си към слънцето, петият ще запази погледа здраво на Земята. Воден от Микел Сера-Рикарт, изследовател в Института за астрофистика на Канария (IAC) в Испания, екипът ще изследва промените в температурата на земната атмосфера, по-специално на йоносферата - горния слой, който лежи около 50 до 600 мили ( 80 до 1000 километра) над земната повърхност - докато сянката на Луната пътува над обсерваторията.
"Тоталното слънчево затъмнение произвежда широка, кръгла зона на тъмнината и силно намалена слънчева светлина, която през деня пътува през земната атмосфера по сравнително тесен път", каза Серра-Рикар. "Ефектът му върху интензитета на слънчевата радиация е забележително подобен на това, което се случва при изгрев и залез и създава промени в земната атмосфера, които искаме да измерим."
Екипът ще проследи колко и колко бързо пада температурата в сянката, когато Земята е напълно покрита от слънцето. Те също така ще проследят промените в йоносферата, за да разберат по-добре как влияе на нощното радиоприемане през нощта.
Въпреки че сянката на луната ще произведе кратка нощна йоносфера, тя ще се различава от обикновената вечерна атмосфера.
"Сянката на Луната е сравнително малка на Земята и пътува със свръхзвукови скорости. Това вероятно ще доведе до интересни ефекти, които може да се открият на обикновени радиостанции или малки приемници", каза Серра-Рикар.
Това няма да е първият път, когато йоносферата е изследвана по време на затъмнението. По време на затъмнението през Обединеното кралство през 1999 г. учените насърчават хората да използват радио за проследяване на промените в горната атмосфера. Граждански учени, настроени на радиостанция в Испания, откриваема във Великобритания, за да определят колко по-далеч са пътували радиовълните по време на затъмнението.
"Въпреки че йоносферните ефекти на слънчевите затъмнения се изучават в продължение на 50 години, много въпроси без отговор остават. Знаем приблизително как се случва това, но не точно. Затъмнението ще даде шанс на изследователите да проучат процеса на зареждане и зареждане в почти реално време. "
Бележка на редактора: Ако щракнете невероятна снимка на 2 юли 2019 г. пълно слънчево затъмнение и бихте искали да го споделите с читателите на Space.com, изпратете вашите снимки, коментари и вашето име и местоположение на [email protected].
- Преследване на слънчеви затъмнения: Въпроси и отговори с Джей Пасахоф
- Ето какво научиха учените от общите слънчеви затъмнения
- Общо слънчеви затъмнения: колко често се появяват (и защо)?
