Naukowcy wykorzystają kamery zainstalowane na dwóch odrzutowcach badawczych WB-57 NASA, aby wykonywać ruchome obserwacje korony słonecznej w wysokiej rozdzielczości - eteryczne serpentyny świecącego gazu w najbardziej zewnętrznej atmosferze Słońca, które stają się widoczne tylko podczas zaćmienia Słońca.
Podczas gdy obserwatorzy na ziemi doświadczą całkowitej długości do dwóch i pół minuty (kiedy księżyc całkowicie przysłoni słońce), zespół finansowany przez NASA kierowany przez Amira Caspi, astrofizyka słonecznego z Southwest Research Institute w Boulder, Kolorado użyje dżetów, aby przedłużyć okres całości do ponad 7 minut, umożliwiając niespotykane dotąd obserwacje korony słonecznej.
Nawet bycie pasażerem samolotów NASA wymaga specjalnego przeszkolenia, aby astrofizycy nie mogli latać z instrumentami. Ale będą śledzić eksperyment poprzez transmisję satelitarną obrazów na żywo, gdy dżety ścigają cień księżyca nad Missouri, Illinois i Tennessee na wysokości całkowitego zaćmienia Słońca. Kanał na żywo zostanie również udostępniony publicznie online.
Cień księżyca porusza się zbyt szybko, aby nawet samoloty mogły nadążyć, więc piloci będą latać w starannie obliczonej formacji, która zmaksymalizuje czas totalności, przy czym drugi strumień odbierze pościg zaledwie kilka sekund przed sumą dla pierwszego strumienia kończy się, według naukowców.
„Mimo że dzieli je 100 kilometrów i lecą z prędkością około 750 kilometrów na godzinę, będą musieli odpowiednio zaplanować swój lot, aby znaleźć się w odległości około 10 sekund od pozycji, w jakiej muszą być,” powiedział Caspi dla Live Science.
Cieplej niż słońce
Obrazy w wysokiej rozdzielczości uchwycone przez dżety podczas zaćmienia dadzą naukowcom unikalny ruchomy widok korony słonecznej. Mają nadzieję, że rzuci światło na główną tajemnicę korony: dlaczego jest o wiele cieplejsza niż sama powierzchnia słońca?
„Korona słoneczna ma temperaturę milionów stopni, a widoczna powierzchnia Słońca - fotosfera - ma zaledwie kilka tysięcy stopni” - powiedział Caspi. „Tego rodzaju inwersja temperatury jest niezwykła. Gdyby termodynamika działała w klasycznym sensie, do którego jesteśmy przyzwyczajeni, to nie dostalibyśmy tego rodzaju inwersji, a temperatura spadałaby w miarę wzrostu”.
Caspi i jego koledzy mają nadzieję, że ich obserwacje ujawnią bardzo drobne cechy dynamiczne w koronie słonecznej, być może w postaci fal lub fal, które mogą ujawnić procesy w polu magnetycznym słońca, o których uważa się, że utrzymują cienką koronę o wiele gorętszą niż słońce powierzchnia.
Drugi główny cel to poszukiwanie wyjaśnienia dużych widocznych struktur w koronie, powiedział Caspi.
„Kiedy patrzysz na koronę, widzisz te bardzo dobrze skonstruowane pętle, arkady, wentylatory i serpentyny” - powiedział. „Chodzi o to, że są bardzo gładkie i dobrze zorganizowane i wyglądają jak świeżo uczesane włosy.”
Ale Caspi powiedział, że pola magnetyczne, które kształtują koronę, pochodzą z bardzo chaotycznej powierzchni Słońca, która miałaby przekręcać gładkie struktury korony w splątaną matę.
Ale „wszystkie te struktury pozostają stabilne i bardzo dobrze zorganizowane, a więc korona stale uwalnia małe cząsteczki złożoności, aby utrzymać tę dobrą organizację” - powiedział - i nie rozumiemy też, jak ten proces się dzieje. „
Widok z dużej wysokości
Caspi wyjaśnił, że obserwowanie zaćmienia Słońca z wysokości 50 000 stóp (15 200 m) ma wiele zalet w porównaniu z obserwacjami z ziemi.
Powiedział, że odrzutowce NASA będą latać ponad chmurami i większością atmosfery otaczającej ziemię, gwarantując idealną pogodę o tej porze roku, kiedy obserwatorzy zaćmienia na ziemi mogą spodziewać się około 50 procent zachmurzenia.
Powiedział, że cienka atmosfera oraz położenie słońca i księżyca prawie bezpośrednio nad głową zmniejszą zniekształcenia do minimum, co pozwoli teleskopom i kamerom na pokładzie samolotu rejestrować bardzo drobne szczegóły w strukturze korony słonecznej.
„Zasadniczo uzyskujemy lepszą wrażliwość pod każdym względem” - powiedział Caspi. „Uzyskujemy lepszą jakość obrazu, dłuższy czas obserwacji, mniej rozproszonego światła - dzięki temu mamy większą wrażliwość na wszystkie rzeczy, na które staramy się patrzeć na wiele różnych sposobów”.
Odrzutowce badawcze WB-57 NASA powstały w latach 60. XX wieku jako bombowce B-57 Canberra. Samoloty zostały następnie przystosowane przez Siły Powietrzne USA do monitorowania pogody i zostały wykorzystane do pobierania próbek powietrza w wysokiej atmosferze po podejrzeniu prób jądrowych, zgodnie z NASA.
Od tego czasu dysze zostały przebudowane i wyposażone w zestaw wyrafinowanych instrumentów i czujników, w tym stabilizowane kamery o wysokiej rozdzielczości w przedniej części samolotu, które mogą rejestrować światło widzialne i podczerwone z prędkością 30 klatek na sekundę.
Caspi powiedział, że system kamer został opracowany przez NASA w celu monitorowania promów kosmicznych podczas ponownego wejścia do atmosfery, jako środek ostrożności po katastrofie promu kosmicznego w Kolumbii w 1986 roku.
Caspi powiedział, że całkowite zaćmienie Słońca 21 sierpnia będzie po raz pierwszy odrzutowcami NASA i ich kamerami wykorzystywanymi w astronomii.
„Więc poza tym, że jesteśmy naprawdę niesamowitym dziełem naukowym, mamy nadzieję, że ten eksperyment pokaże wydajność i potencjał tej platformy do przyszłych obserwacji astronomicznych” - dodał.
Najbliższa gwiazda
Caspi powiedział, że nadchodzące obserwacje mogą rzucić światło na niektóre z utrzymujących się tajemnic dotyczących naszej najbliższej gwiazdy i dać astrofizykom lepsze zrozumienie tego, jak powstał nasz układ słoneczny. Badania mogłyby nawet dać naukowcom wgląd w to, jak inne układy planet tworzą się wokół odległych gwiazd.
„Ewolucja układu słonecznego jest częściowo napędzana przez te wiatry, które wychodzą z gwiazdy, a one wyrzucają dużą część pyłu z wewnętrznego układu słonecznego, i dlatego jest to jeden z powodów, dla których skaliste planety zbliżają się do siebie, a gazowe olbrzymy mają tendencję do odejść dalej - powiedział Caspi.
Powiedział Caspi, że loty zaćmieniem będą także rzadką okazją dla naukowców do obserwacji planety Merkury za pomocą teleskopów i kamer na dżetach. Będą również mieli okazję poszukać nieuchwytnych asteroid Vulcanoid, które teoretycznie istnieją między Merkurym a słońcem.
Caspi wyjaśnił, że kamery odrzutowe będą miały na celu obserwację najbardziej wewnętrznej planety naszego Układu Słonecznego, która będzie widoczna na zaciemnionym niebie podczas zaćmienia, na około pół godziny przed i pół godziny po całości.
Obrazy Merkurego w wysokiej rozdzielczości wykonane w świetle podczerwonym pozwolą planetologom badać powierzchnię planety wokół terminatora świtu, gdzie mroźna noc Merkurego ustępuje upalnie upalnemu dniu, aby dowiedzieć się więcej o materiale, z którego składa się powierzchnia.
„Strona dzienna Merkurego jest prażąca w temperaturze 750 stopni F (400 stopni C), a strona nocna marznie w temperaturze minus 250 stopni F (minus 156 stopni C), ale nie wiemy, jak długo przejście z gorąca na zimno ”.
Za pomocą światła podczerwonego naukowcy będą mogli zmierzyć właściwości gleby planety, nie tylko na powierzchni, ale nawet kilka centymetrów pod powierzchnią, co może pomóc naukowcom dowiedzieć się, z czego jest wykonana i jak gęsto jest , on dodał.
„Te obserwacje są pierwszymi tego rodzaju, jakie znamy, aby spróbować stworzyć mapę rtęci w podczerwieni” - powiedział Caspi.
