КАК УЧЕНЫЕ ПЛАНИРУЮТ ИЗУЧИТЬ ПОЛНОЕ СОЛНЕЧНОЕ ЗАТМЕНИЕ В 2019 ГОДУ

Send

Солнечная слабая корона ярко сияет во время полного солнечного затмения.

(Изображение: © Милослав Дрюкмюллер / Петер Аниол / Войтех Рушин / Любомир Клокок / Карел Мартишек / Мартин Дитцель)

В Южной Америке миллионы глаз повернутся к небу, когда луна движется перед солнцем, чтобы представить солнечное затмение сегодня (2 июля). В то время как почти весь континент будет видеть луну, покрывающую, по крайней мере, часть солнца, наблюдатели неба в некоторых частях Чили и Аргентины будут испытывать несколько моментов дневных сумерек, когда луна полностью уничтожит солнце в полном солнечном затмении.

Но в то время как большинство наблюдателей за небом будут погружаться в потрясающее зрелище, некоторые из них обратят более критический, научный взгляд на событие. Затмение произойдет над Межамериканской обсерваторией Cerro Tololo Национального научного фонда (NSF) в северной части Чили, где пять групп ученых будут изучать атмосферу Солнца и Земли во время затмения, чтобы получить только труднодоступные для наблюдения наблюдения. в мимолетные моменты дневной темноты.

«2 июля финансирование NSF позволит ученым воспользоваться прекрасной возможностью полного солнечного затмения для изучения солнечной короны», - заявил в заявлении директор программы NSF Дэвид Бобольц. Солнце будет оставаться скрытым в течение 2 минут и 6 секунд у телескопа.

В то время как луна часто движется перед частью солнца во время частичных солнечных затмений, которые происходят в среднем несколько раз в год, солнце полностью блокируется во время полного солнечного затмения. Разница между полным солнечным затмением и частичным затмением, даже когда 99% солнца экранировано, является существенной и может позволить расширить спектр научных экспериментов. Когда тело Солнца полностью заблокировано, неуловимая внутренняя корона становится видимой.

Состоящая из чрезвычайно горячих газов, корона таинственно горячее поверхности Солнца. Несмотря на свою высокую температуру, он в миллионы раз тусклее видимого тела Солнца из-за своей слабой природы. Изучение короны может дать представление о космической погоде, генерируемой солнцем, что может оказать существенное влияние на Землю.

В дополнение к выполнению ценных научных исследований, каждая команда наметила план пропаганды затмения с участием местных чилийских и иностранных студентов, астрономов-любителей и широкой общественности.

Многолетний эксперимент

В 1990-х годах американский астроном Джей Пасахофф начал программу наблюдений, которая с тех пор продолжает следить за изменяющимся солнцем. Измеряя текущий цвет, форму и температуру короны, ученые надеются улучшить свое понимание извержений и стримеров, исходящих от солнца.

Пасахофф, профессор астрономии в Уильямс-колледже в штате Массачусетс, является одним из трех человек, ставших рекордсменами по наблюдению за наиболее полными солнечными затмениями. Он путешествовал по миру, чтобы наблюдать 70 солнечных затмений, 34 из них - полные солнечные затмения.

«Каждый проблеск солнца во время полного солнечного затмения - всего лишь пару минут каждые 18 месяцев или около того - дает нам различный набор функций», - сказал Пасахофф в заявлении.

Наблюдения за особенностями Солнца могут помочь нам лучше понять выбросы корональной массы (CME), выбросы заряженного материала, выбрасываемого с поверхности Солнца. По мере того как эти скопления распространяются в космосе, они могут сталкиваться с планетами, подобными Земле, и взаимодействовать с их магнитными полями. В 1859 году солнечная буря, известная как событие в Каррингтоне, вызвала поражение электрическим током и короткое замыкание вдоль телеграфных проводов, даже позволяя телеграфам, отключенным от источника питания, работать. Подобное событие сегодня, в гораздо более электронном мире, может иметь значительные последствия.

Команда Pasachoff также изучит большие корональные структуры, известные как стримеры, заостренные области, которые появляются на большинстве изображений короны. Поскольку полное солнечное затмение 2019 года происходит во время относительно спокойной части солнечного 11-летнего цикла активности, оно будет обеспечивать редкое представление о полярных солнечных плюмах, пучках открытых магнитных полей, возникающих на солнечном северном и южном полюсах.

«Я также с нетерпением жду сравнения наших наблюдений за короной, сделанных во время затмения ... с предсказаниями, которые коллеги делают перед затмением, основываясь на магнитном поле Солнца и солнечных пятнах за предыдущий месяц», - сказал Пасахофф. Предсказания и наблюдения будут объединены в компьютерные изображения после того, как затмение завершится.

Температура Солнца также меняется в течение 11-летнего цикла. Измеряя перегретое железо в короне, команда сможет измерить общую температуру короны, чтобы изучить, как она менялась с течением времени.

'Солнечные ветры шерпов'

Вторая группа исследователей, известная как «шерпы солнечного ветра», изучит солнечную корону из трех разных мест в Южной Америке. Эта группа, возглавляемая астрономом Шадией Хаббал из Гавайского университета, будет изучать солнце из Серро-Тололо и двух других мест в Аргентине. В дополнение к увеличению шансов на возможность наблюдения солнца в ясную погоду, наличие нескольких участков также позволит исследователям измерять изменения в корональной структуре, которые происходят в течение очень малых временных масштабов.

План не новый. Команда Хаббая использовала подобную стратегию во время полного солнечного затмения 21 августа 2017 года над Соединенными Штатами. Их цель - расширить набор инструментов, используемых в наблюдениях, и изучить различные длины волн, которые еще не были изучены.

Астрономы планируют использовать многоволновую визуализацию и спектроскопические измерения, которые разбивают свет на составляющие его длины волн, для определения химического состава, температуры, плотности, движения, не связанного с теплом, и оттока различных частей короны. Каждый атрибут будет изучен вблизи поверхности Солнца, где происходит наибольшее изменение солнечного магнитного поля и где рождаются и выбрасываются солнечные ветра и выбросы корональной массы от Солнца.

Хаббал сказал, что затмение уникально, «потому что оно происходит поздно днем, и солнце будет на очень низкой высоте. Кроме того, солнце близко к солнечному минимуму, поэтому распределение структур в солнечной короне будет отличаться от двухлетней давности». «.

«Большое достижение для гражданской науки»

Астрономы из Национальной астрономической обсерватории Японии также создадут несколько станций для изучения затмения. Команда Йоичиро Ханаоки будет выполнять наблюдения короны вблизи поверхности, области, невидимой для космических обсерваторий, таких как Солнечная и гелиосферная обсерватория НАСА (SOHO) и Обсерватория солнечно-земных связей (STEREO). Комбинируя наземные изображения с изображениями, полученными из космоса, Ханаока и его коллеги смогут построить полное изображение короны.

Команда Ханаоки не будет полностью состоять из профессионалов.

«Мы собираемся сотрудничать с наблюдателями-любителями, широко распространенными по всей траектории затмения в Чили и Аргентине, для организации многопозиционных наблюдений», - сказал он. Объединение всех этих наблюдений даст представление о том, как корона изменяется со временем. «Это будет большим достижением для гражданских наук», - сказал Ханаока.

Поляризационный проект

Магнитное поле короны и структуры внутри нее играют фундаментальную роль в космической погоде. Измерение ориентации солнечного магнитного поля может помочь с предсказаниями о том, что движет событиями космической погоды, такими как CME. Но надежные измерения магнитного поля остаются проблемой.

Чтобы измерить магнитное поле солнца, ученые должны измерить поляризацию света, идущего от солнца. Как поляризованные солнцезащитные очки, поляризаторы на солнечных телескопах фильтруют свет, который не соответствует их ориентации.

«Вращая эти поляризаторы, мы можем собрать воедино форму магнитного поля на солнце», - говорит Пол Брайан, исследователь из Университетской корпорации исследований атмосферы, который возглавит проект по изучению магнитного поля солнца. «Это поможет нам понять, какие типы конфигураций магнитного поля могут привести к взрывным событиям», - сказал он.

Вернуться на Землю

В то время как первые четыре команды NSF повернут свои глаза к солнцу, пятая будет твердо смотреть на Землю. Во главе с Микел Серра-Рикар, исследователем из Института астрофизики Канарских островов (IAC) в Испании, команда будет изучать изменения температуры атмосферы Земли, особенно ионосферы - верхний слой, который находится на расстоянии от 50 до 600 миль ( От 80 до 1000 километров) над поверхностью Земли - когда тень Луны проходит над обсерваторией.

«Полное солнечное затмение создает широкую круглую область темноты и значительно уменьшает солнечный свет, который в дневное время проходит через атмосферу Земли относительно узким путем», - сказал Серра-Рикарт. «Его влияние на интенсивность солнечного излучения удивительно похоже на то, что происходит на рассвете и закате, и создает изменения в атмосфере Земли, которую мы хотим измерить».

Команда будет отслеживать, сколько и как быстро температура падает в тени, когда Земля полностью покрыта солнцем. Они также будут отслеживать изменения в ионосфере, чтобы лучше понять, как это влияет на ночной междугородний радиоприем.

Хотя тень луны будет создавать короткую ночную ионосферу, она будет отличаться от обычной вечерней атмосферы.

«Тень Луны относительно мала на Земле и движется со сверхзвуковой скоростью. Она, вероятно, произведет некоторые интересные эффекты, которые могут быть обнаружены на обычных радиоприемниках или небольших приемниках», - сказал Серра-Рикарт.

Это будет не первый случай изучения ионосферы во время затмения. Во время затмения 1999 года над Соединенным Королевством ученые призвали людей использовать радио для отслеживания изменений в верхних слоях атмосферы. Гражданские ученые настроили радиостанцию в Испании, обнаруживаемую в Великобритании, чтобы определить, как далеко радиоволны прошли во время затмения.

«Хотя ионосферные эффекты солнечных затмений изучались более 50 лет, остается много вопросов без ответа. Мы примерно знаем, как это происходит, но не точно. Затмение даст исследователям возможность изучить процесс зарядки и разрядки практически в реальном времени. "

Примечание редактора: Если вы сделаете потрясающую картину 2 июля 2019 года полное солнечное затмение и хотел бы поделиться ею с читателями Space.com, отправить свои фотографии, комментарии, а также свое имя и местоположение по адресу [email protected].