Исследователи будут использовать камеры, установленные на двух исследовательских самолетах НАСА WB-57, для проведения движущихся наблюдений солнечной короны с высоким разрешением - эфирных потоков светящегося газа в самой внешней атмосфере Солнца, которые становятся видимыми только во время солнечного затмения.
В то время как наблюдатели на местах будут испытывать до двух с половиной минут совокупности (когда Луна полностью затеняет Солнце), финансируемая НАСА команда во главе с Амиром Каспи, солнечным астрофизиком из Юго-западного исследовательского института в Боулдере, Колорадо, будет использовать самолеты, чтобы растянуть период совокупности до более чем 7 минут, позволяя беспрецедентные наблюдения солнечной короны.
Даже то, что вы пассажир на самолетах НАСА, требует специальной подготовки, поэтому астрофизики не смогут летать с приборами. Но они будут следить за своим экспериментом с помощью прямой спутниковой трансляции изображений, когда джеты преследуют тень Луны над Миссури, Иллинойсом и Теннесси в разгар полного солнечного затмения. Прямая трансляция также будет доступна для общественности в Интернете.
Тень Луны движется слишком быстро, чтобы даже реактивные самолеты не успевали за ней, поэтому пилоты будут летать в тщательно рассчитанном строении, которое максимизирует время совокупности, при этом вторая струя набирает погоню за несколько секунд до совокупности для первой струи. подходит к концу, по словам исследователей.
«Несмотря на то, что они находятся на расстоянии 100 километров друг от друга и летят со скоростью около 750 километров в час, им нужно будет достаточно хорошо рассчитать время полета, чтобы быть в пределах 10 секунд от той позиции, в которой они должны быть», - сказал Каспи в интервью Live Science.
Жарче солнца
Изображения с высоким разрешением, полученные самолетами во время затмения, дадут исследователям уникальный движущийся взгляд на солнечную корону. Они надеются, что это проливает свет на главную загадку короны: почему она намного горячее, чем поверхность самого Солнца?
«Солнечная корона имеет температуру в миллионы градусов, а видимая поверхность солнца - фотосфера - всего несколько тысяч градусов», - сказал Каспи. «Такой вид температурной инверсии необычен. Если бы термодинамика работала в классическом смысле, к которому мы привыкли, то такой инверсии не было бы, и температура падала с повышением».
Каспи и его коллеги надеются, что их наблюдения обнаружат очень тонкие динамические особенности в солнечной короне, возможно, в виде ряби или волн, которые могут выявить процессы в магнитном поле Солнца, которые, как считается, поддерживают тонкую корону намного более горячей, чем солнечная. поверхность.
По словам Каспи, второй важной целью является поиск объяснения больших видимых структур в короне.
«Когда вы смотрите на корону, вы видите эти очень хорошо структурированные петли, аркады, вентиляторы и растяжки», - сказал он. «Дело в том, что они очень гладкие и хорошо организованные, и это похоже на только что причесанную голову».
Но магнитные поля, которые формируют корону, происходят из очень хаотической поверхности солнца, которая, как ожидают, скручивает гладкие структуры короны в запутанный мат, сказал Каспи.
Но «все эти структуры остаются стабильными и очень хорошо организованными, и поэтому корона постоянно выпускает небольшие кусочки сложности, чтобы оставаться такой хорошо организованной, - сказал он, - и мы тоже не понимаем, как происходит этот процесс. "
Высотный вид
Каспи объяснил, что наблюдение солнечного затмения с высоты 50 000 футов (15 200 м) имеет много преимуществ по сравнению с наблюдениями с земли.
Самолеты НАСА будут летать над любыми облаками и большей частью атмосферы, которая окружает Землю, гарантируя идеальную погоду в то время года, когда наблюдатели затмения на земле могут ожидать около 50% облачного покрова, сказал он.
Тонкая атмосфера и положение Солнца и Луны почти прямо над головой уменьшат искажения до минимума, что позволит телескопам и камерам на борту самолета записывать очень мелкие детали в структуре солнечной короны, сказал он.
«Мы в основном получаем лучшую чувствительность во всех отношениях», - сказал Каспи. «Мы получаем лучшее качество изображения, у нас больше времени для наблюдения, мы получаем меньше рассеянного света - поэтому мы имеем более высокую чувствительность ко всем вещам, на которые мы пытаемся смотреть разными способами».
Исследовательские самолеты НАСА WB-57 появились в 1960-х годах как бомбардировщики B-57 Канберра. Затем самолеты были адаптированы ВВС США для мониторинга погоды и использовались для отбора проб воздуха в атмосфере после предполагаемых ядерных испытаний, согласно НАСА.
С тех пор самолеты были перестроены и модернизированы набором сложных приборов и датчиков, включая стабилизированные камеры с высоким разрешением в передней части самолета, которые могут регистрировать видимый свет и инфракрасный свет со скоростью 30 кадров в секунду.
Каспи сказал, что система камер была разработана НАСА для наблюдения за космическими челноками во время повторного входа в атмосферу в качестве меры предосторожности после катастрофы космического челнока в Колумбии в 1986 году.
По словам Каспи, полное солнечное затмение 21 августа будет первым, когда самолеты НАСА и его камеры будут использоваться для астрономии.
«Итак, мы надеемся, что этот эксперимент продемонстрирует не только удивительную науку, но и демонстрацию производительности и потенциала этой платформы для будущих астрономических наблюдений», - добавил он.
Ближайшая звезда
Каспи сказал, что предстоящие наблюдения могут пролить свет на некоторые из давних загадок о нашей ближайшей звезде и дать астрофизикам лучшее понимание того, как сформировалась наша солнечная система. Исследование может даже дать ученым представление о том, как другие системы планет образуются вокруг далеких звезд.
«Эволюция Солнечной системы частично обусловлена этими ветрами, которые исходят от звезды, и они уносят много пыли из внутренней солнечной системы, и поэтому это одна из причин, по которой скалистые планеты образуются близко, а газовые гиганты стремятся форма подальше ", сказал Каспи.
По словам Каспи, полеты затмений также предоставят исследователям редкую возможность наблюдать планету Меркурий с помощью телескопов и камер на самолетах. У них также будет возможность искать неуловимые вулканоидные астероиды, теоретически существующие между Меркурием и Солнцем.
Каспи объяснил, что камеры реактивных двигателей будут направлены на наблюдение за самой внутренней планетой нашей солнечной системы, которая станет видимой на затемненном небе во время затмения, в течение примерно получаса до и полчаса после совокупности.
Изображения с высоким разрешением Меркурия, сделанные в инфракрасном свете, позволили бы ученым-планетологам изучить поверхность планеты вокруг терминатора рассвета, где морозно-холодная ночь Меркурия сменяется его палящим жарким днем, чтобы узнать больше о материале, из которого состоит поверхность.
«Дневная сторона Меркурия жарко жаркая при 750 градусах по Фаренгейту (400 градусов по Цельсию), а ночная сторона очень холодно до минус 250 градусов по Фаренгейту (минус 156 градусов по Цельсию), но мы не знаем, как долго требуется, чтобы перейти от горячего к холодному. "
Используя инфракрасный свет, ученые смогут измерять свойства почвы планеты не только на поверхности, но даже на несколько сантиметров ниже поверхности, что может помочь исследователям выяснить, из чего она состоит и насколько она плотная. , добавил он.
«Эти наблюдения являются первыми в своем роде, о которых мы знаем, чтобы попытаться составить инфракрасную тепловую карту Меркурия», - сказал Каспи.
