Путь тотальности затмения проходит через Мексику, США и Канаду. Фото: Студия научной визуализации НАСА.
Полное солнечное затмение произойдет 8 апреля в Северной Америке. Эти события происходят, когда Луна проходит между Солнцем и Землей, полностью закрывая лицо Солнца. Это погружает наблюдателей во тьму, похожую на рассвет или сумерки.
Во время предстоящего затмения путь тотальности, на котором наблюдатели видят самую темную часть лунной тени (тень), пересекает Мексику, поворачивая на северо-восток через Техас, Средний Запад и ненадолго вступая в Канаду, а затем заканчивается в штате Мэн.
Полные солнечные затмения происходят примерно каждые 18 месяцев в каком-либо месте на Земле. Последнее полное солнечное затмение, которое пересекло США, произошло 21 августа 2017 года.
Международная группа ученых во главе с Аберистуитским университетом будет проводить эксперименты недалеко от Далласа, в месте, расположенном на пути тотальности. В состав команды входят к.т.н. студенты и исследователи из Аберистуитского университета, Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Мэриленде и Калифорнийского технологического института в Пасадене.
Во время затмений можно провести ценную научную работу, сравнимую или превосходящую ту, которую мы можем достичь с помощью космических миссий. Наши эксперименты также могут пролить свет на давнюю загадку самой внешней части солнечной атмосферы — ее короны.
Интенсивный свет Солнца блокируется Луной во время полного солнечного затмения. Это означает, что мы можем наблюдать слабую солнечную корону с невероятной четкостью с расстояний, очень близких к Солнцу, на расстоянии нескольких солнечных радиусов. Один радиус — это расстояние, эквивалентное половине диаметра Солнца, около 696 000 км (432 000 миль).
Измерить корону без затмения крайне сложно. Для этого требуется специальный телескоп, называемый коронографом, который предназначен для блокировки прямого света Солнца. Это позволяет разрешить более слабый свет короны. Четкость измерений затмений превосходит даже коронографы, базирующиеся в космосе.
Мы также можем наблюдать корону с относительно небольшим бюджетом по сравнению, например, с миссиями космических кораблей. Постоянная загадка, связанная с короной, заключается в том, что она намного горячее, чем фотосфера (видимая поверхность Солнца). По мере удаления от горячего объекта температура окружающей среды должна уменьшаться, а не повышаться. Как корона нагревается до таких высоких температур — это один из вопросов, который мы будем исследовать.
У нас есть два основных научных инструмента. Первым из них является Cip (корональный поляриметр). Cip — это также валлийское слово, означающее «взгляд» или «быстрый взгляд». Прибор снимает изображения солнечной короны с помощью поляризатора.
Свет, который мы хотим измерить от короны, сильно поляризован, а это значит, что он состоит из волн, вибрирующих в одной геометрической плоскости. Поляризатор — это фильтр, который пропускает через себя свет с определенной поляризацией и блокирует свет с другой поляризацией.
Изображения Cip позволят нам измерить фундаментальные свойства короны, такие как ее плотность. Это также прольет свет на такие явления, как солнечный ветер. Это поток субатомных частиц в форме плазмы — перегретой материи — непрерывно вытекающий наружу от Солнца. Чип может помочь нам определить источники в солнечной атмосфере определенных потоков солнечного ветра.
Прямые измерения магнитного поля в атмосфере Солнца затруднены. Но данные затмения должны позволить нам изучить его мелкомасштабную структуру и проследить направление поля. Мы сможем увидеть, как далеко от Солнца простираются магнитные структуры, называемые большими «замкнутыми» магнитными петлями. Это, в свою очередь, даст нам информацию о крупномасштабных магнитных условиях в короне.
Второй прибор — «Чилс» (корональный линейный спектрометр высокого разрешения). Он собирает спектры высокого разрешения, в которых свет разделяется на составляющие цвета. Здесь мы ищем особую спектральную характеристику железа, испускаемого короной.
Он состоит из трех спектральных линий, где свет излучается или поглощается в узком частотном диапазоне. Каждый из них генерируется в разном диапазоне температур (в миллионах градусов), поэтому их относительная яркость говорит нам о температуре короны в разных регионах.
Картирование температуры короны дает информацию о передовых компьютерных моделях ее поведения. Эти модели должны включать механизмы нагрева корональной плазмы до таких высоких температур. Такие механизмы могут включать, например, преобразование магнитных волн в тепловую энергию плазмы. Если мы покажем, что в некоторых регионах жарче, чем в других, это можно будет воспроизвести в моделях.
Затмение в этом году также происходит во время повышенной солнечной активности, поэтому мы могли наблюдать корональный выброс массы (КВМ). Это огромные облака намагниченной плазмы, выбрасываемые из атмосферы Солнца в космос. Они могут повлиять на инфраструктуру вблизи Земли, вызывая проблемы для жизненно важных спутников.
Многие аспекты КВМ плохо изучены, в том числе их ранняя эволюция вблизи Солнца. Спектральная информация о КВМ позволит нам получить информацию об их термодинамике, скорости и расширении вблизи Солнца.
Наши инструменты для наблюдения за затмениями недавно были предложены для космической миссии под названием «Миссия по солнечному затмению с поддержкой Луны» (Mesom). План состоит в том, чтобы выйти на орбиту Луны, чтобы проводить более частые и продолжительные наблюдения за затмениями. Планируется, что это будет миссия Космического агентства Великобритании с участием нескольких стран, но под руководством Университетского колледжа Лондона, Университета Суррея и Университета Аберистуита.
У нас также будет современная коммерческая камера с обзором на 360 градусов для съемки видеозатмения 8 апреля и места наблюдения. Видео ценно для общественных мероприятий, где мы освещаем нашу работу, и помогает вызвать общественный интерес к нашей местной звезде, Солнцу.
Информация от: Разговором
Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.
