A nap finom koronája fényesen ragyog a teljes napfogyatkozás során.
(Kép: © Miloslav Druckmüller / Peter Aniol / Vojtech Rušin / Ľubomír Klocok / Karel Martišek / Martin Dietzel)
Dél-Amerikában sok millió szem az ég felé fordul, amikor a hold a nap előtt mozog, és ma (július 2-án) napfogyatkozást mutat. Míg a szinte az egész kontinensen a nap legalább egy részét látni fogja a hold, az égboltmérőknek Chile és Argentína egyes részein nappali alkonyat néhány pillanatát tapasztalja meg, amikor a hold teljes napsugárzás útján elfedi a napot.
De míg a legtöbb égbolt-figyelő belemerül a félelmetes látványba, néhányan kritikusabb, tudományos pillantást vet az eseményre. A napfogyatkozásra a Nemzeti Tudományos Alapítvány (NSF) Cerro Tololo Amerika Internacionárius Megfigyelőközpontjában kerül sor, Észak-Chileben, ahol öt tudóscsoport fogja tanulmányozni a nap és a Föld légkörét az napfogyatkozás során, hogy nehezen áttekinthető megfigyeléseket lehessen elérni, amelyek csak rendelkezésre állnak. a napfény sötétségének pillanatnyi pillanataiban.
"Július 2-án az NSF finanszírozása lehetővé teszi a tudósok számára, hogy megragadják a teljes napfogyatkozás értékes lehetőségét a nap koronájának tanulmányozására" - nyilatkozta David Boboltz, az NSF program igazgatója. A nap 2 perc és 6 másodperc alatt rejtett marad a távcsőnél.
Míg a hold gyakran mozog a nap egy része elõtt részleges napsugárzások során, amelyek átlagosan évente néhányszor fordulnak elõ, a teljes napfogyatkozás során a nap teljesen el van takarva. A teljes napfogyatkozás és a részleges fogyatkozás közötti különbség drámai, még akkor is, ha a nap 99% -a árnyékolt, és a tudományos kísérletek szélesebb skáláját teheti lehetővé. Amikor a nap teste teljesen el van takarva, a megfoghatatlan belső korona láthatóvá válik.
Rendkívül forró gázokból álló korona titokzatosan melegebb, mint a nap felszíne. Magas hőmérséklete ellenére, éghajlati jellege miatt, millióit sokszor tompítja a nap látható testét. A korona tanulmányozása bepillantást nyerhet a nap által létrehozott űrjárási időjárásokról, amelyek jelentős hatással lehetnek a Földre.
Az értékes tudomány végzése mellett minden csapat felvázolt egy eclipse-tájékoztatási tervet, amelybe bevonja a helyi chilei és külföldi hallgatókat, amatőr csillagászokat és a nyilvánosságot.
Egy évtizedes kísérlet
Az 1990-es években Jay Pasachoff amerikai csillagász megfigyelő programot indított, amely azóta folytatta a változó nap figyelését. A korona jelenlegi színének, alakjának és hőmérsékletének mérésével a tudósok remélik, hogy jobban megértsék a nap által kitört kitöréseket és szalagot.
Pasachoff, a massachusettsi Williams Főiskola csillagászati professzora, egyike annak a három embernek, aki a legnagyobb napfogyatkozás megfigyelésének rekordja. Utazott a világon, hogy megfigyelje 70 napfogyasztást, ebből 34 a teljes napfogyatkozás.
"Minden egyes pillantás, amelyet a nap egy teljes napfogyatkozáskor észlelünk - körülbelül 18 percenként csak néhány perccel -, más-más tulajdonságokkal rendelkezik, amelyeket megnézünk" - mondta Pasachoff nyilatkozatában.
A nap jellemzőinek megfigyelése javíthatja a koronális tömegkibocsátások (CME), a töltött anyag kitörésének a napfelszínről való megértését. Mivel ezek a csomók kifelé haladnak az űrben, ütközhetnek olyan bolygókkal, mint a Föld, és kölcsönhatásba lépnek mágneses tereikkel. 1859-ben a Carrington eseménynek nevezett szupersztár vihar elektromos sokkot és rövidzárlatot okozott a távíró vezetékein, még akkor is, ha a tápegységről lekapcsolt távírók dolgoztak. Egy hasonló esemény ma egy sokkal elektronikusabb világban jelentős következményekkel járhat.
Pasachoff csapata azt is megvizsgálja, hogy a koronális struktúrák, úgynevezett szalagok, a hegyes régiók, amelyek a korona legtöbb képén megjelennek. Mivel a 2019. évi teljes napfogyatkozás a nap 11 éves tevékenységi ciklusának egy viszonylag csendes részén zajlik, ritka képet ad a napsugár poláris hullámairól, a nyílt mágneses mezőktől a napsütés északi és déli pólusai során.
"Alig várom, hogy összehasonlítsuk a napfogyatkozás során bekövetkezett koronával kapcsolatos megfigyeléseinket ... azokkal az előrejelzésekkel, amelyeket a kollégák a nap mágneses tere és az előző hónap napfoltjai alapján a napfogyatkozás előtt készítenek" - mondta Pasachoff. Az előrejelzéseket és a megfigyeléseket összekapcsolják a számítógépes képekkel, miután az napfogyatkozás befejeződött.
A nap hőmérséklete a 11 éves ciklus során is változik. A túlhevített vas mérésével a koronában a csapat képes lesz megmérni a korona teljes hőmérsékletét, hogy megvizsgálja, hogyan változott az idő múlásával.
'Solar Wind Sherpas'
A „Solar Wind Sherpas” néven ismert kutatók második csoportja a nap koronáját fogja tanulmányozni Dél-Amerika három különböző helyszínén. Shadia Habbal, a Hawai'i Egyetem csillagász vezetésével ez a csoport Cerro Tololo és Argentína két másik helyének napját fogja tanulmányozni. Amellett, hogy növeli annak esélyét, hogy tiszta időben megfigyelje a napot, több helyszínnel is a kutatók mérhetik a koronális szerkezet változásait, amelyek nagyon kicsi időtartamon belül történnek.
A terv nem új. A Habbai csapata hasonló stratégiát alkalmazott 2017. augusztus 21-én a teljes napfogyatkozás során az Egyesült Államokban. Céljuk, hogy növeljék a megfigyelésekben használt műszerkészletet, és tanulmányozzanak különböző, még nem vizsgált hullámhosszokat.
A csillagászok több hullámhosszú képalkotást és spektroszkópiai méréseket alkalmaznak, amelyek a fényt a komponens hullámhosszaira bontják, hogy meghatározzák a kémiai összetételt, hőmérsékletet, sűrűséget, a hővel nem összefüggő mozgást és a korona különböző részeinek kiáramlását. Mindegyik tulajdonságot a Nap felszínének közelében tanulmányozzuk, ahol a legnagyobb változás következik be a Nap mágneses mezőjében, és ahol a napszél és a koronális tömeg kilökések születnek, és a nap felől ereszkednek.
Habbal szerint a napfogyatkozás egyedülálló ", mivel késő délután következik be, és a nap nagyon alacsony tengerszint feletti magasságban lesz. A nap szintje közel van a napsugárzási minimumhoz, tehát a napsugárkoronában a szerkezetek eloszlása különbözik két évvel ezelõtt .”
„Nagy eredmény a polgári tudomány számára”
A Japán Nemzeti Csillagvizsgáló Csillagászai szintén több állomást állítanak fel a napfogyatkozás tanulmányozására. Yoichiro Hanaoka csapata megfigyeléseket fog végezni a felszín közelében lévő koronáról - egy olyan területről, amely nem látható az űrben működő obszervatóriumokban, például a NASA Nap- és Helioszféra Megfigyelőközpontjában (SOHO) és a Szolári földi kapcsolatok megfigyelőközpontjában (STEREO). Ha a földi képeket az űrből nyert képekkel egyesíti, Hanaoka és kollégái képesek lesznek a koronáról teljes képet alkotni.
Hanaoka csapata nem lesz teljesen profi.
"Együttműködünk amatőr megfigyelőkkel, amelyek széles körben elterjednek a teljes napfogyatkozás útján Chileben és Argentínában, hogy több helyszínen megfigyeléseket szervezzünk" - mondta. Ezen megfigyelések összesítésével bepillantást kap a korona időbeli változásába. "Nagy eredmény lesz a polgári tudomány számára" - mondta Hanaoka.
Polarizáló projekt
A korona mágneses tere és az abban levő struktúrák alapvető szerepet játszanak az űrjárási időjárásokban. A napenergia-mágneses tájolás mérése segíthet előrejelzni, hogy mi vezet az űrjárási események, mint például a CME-k. A mágneses mező megbízható mérése azonban továbbra is kihívást jelent.
A nap mágneses mezőjének mérésére a tudósoknak meg kell mérniük a napból származó fény polarizációját. A polarizált napszemüvegekhez hasonlóan a napelemes távcsövek polarizálói szűrik a fényt, amely nem felel meg tájolásuknak.
"Ezeknek a polarizátoroknak a forgatásával összeállíthatjuk a nap mágneses mezőjének alakját" - mondja Paul Bryans, a University of Atmospheric Research kutatója, aki a nap mágneses mezőjének kutatására irányítja a projektet. "Ez segíteni fog nekünk annak megértésében, hogy milyen típusú mágneses mező-konfigurációk okozhatnak kitörő eseményeket" - mondta.
Vissza a Földre
Míg az első négy NSF-csapat a nap felé fordítja a szemét, az ötödik a nézetet szilárdan a Földön tartja. Miquel Serra-Ricart vezetésével, a spanyol Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) kutatójával a csoport megvizsgálja a Föld légkörének hőmérséklete változásait, különös tekintettel az ionoszféra - a felső réteg körülbelül 50-600 mérföldre fekszik ( 80–1000 kilométerre a Föld felszíne felett - amint a hold árnyéka az obszervatórium fölött halad.
"A teljes napfogyatkozás széles, kerek sötétségi területet és nagymértékben csökkentett napfényt eredményez, amely nappali viszonylag keskeny úton halad át a Föld légkörén" - mondta Serra-Ricart. "A napsugárzás intenzitására gyakorolt hatása rendkívül hasonló ahhoz, ami napkeltekor és napnyugtakor történik, és változásokat idéz elő a Föld légkörében, amelyet meg akarunk mérni."
A csapat nyomon fogja követni, hogy mekkora és milyen gyorsan esik le a hőmérséklet az árnyékban, amikor a Földet teljesen lefedi a nap. Segítik az ionoszféra változásait, hogy jobban megértsék, hogyan befolyásolja az éjszakai távolsági rádióvétel.
Noha a hold árnyéka rövid éjszakai jellegű ionoszférát hoz létre, ez különbözik a rendes esti légkörtől.
"A hold árnyéka viszonylag kicsi a Földön és szuperszonikus sebességgel halad. Valószínűleg érdekes hatásokat vált ki, amelyek észlelhetők a szokásos rádiókban vagy a kis vevőkészülékekben" - mondta Serra-Ricart.
Ez nem lesz az első alkalom, hogy az ionoszférát egy napfogyatkozás során vizsgálták. Az Egyesült Királyság feletti 1999. évi napfogyatkozás során a tudósok arra buzdították az embereket, hogy rádió segítségével kövessék nyomon a légkör felső változásait. Az állampolgársággal foglalkozó tudósok egy spanyol rádióállomásra hangoltak, amelyet az Egyesült Királyságban detektáltak, hogy meghatározzák, mennyire távolabb esnek a rádióhullámok a napfogyatkozás során.
"Noha a napfogyatkozások ionoszféra hatásait több mint 50 éve vizsgálták, sok megválaszolatlan kérdés továbbra is fennáll. Körülbelül tudjuk, hogyan történik ez, de nem pontosan. A napfogyatkozás lehetőséget ad a kutatóknak, hogy szinte valós időben megvizsgálják a töltési és töltési folyamatot. "
Szerkesztő megjegyzés: Ha csodálatos képet készít a 2019. július 2-án teljes napfogyatkozás és szeretné megosztani a Space.com olvasóival, küldje el fényképeit, megjegyzéseit, nevét és helyét a [email protected] címre.
- Chasing Solar Eclips: Kérdések és válaszok Jay Pasachoff-tal
- Íme, mit tudtak meg a tudósok a teljes napfogyatkozásról
- Teljes napfogyatkozás: Milyen gyakran fordul elő (és miért)?
