Jemná koruna Slunce během úplného zatmění Slunce jasně svítí.
(Obrázek: © Miloslav Druckmüller / Peter Aniol / Vojtech Rušin / Ľubomír Klocok / Karel Martišek / Martin Dietzel)
V Jižní Americe se miliony očí obrátí na oblohu, když se měsíc pohybuje před sluncem, aby dnes představil zatmění Slunce (2. července). Zatímco téměř celý kontinent uvidí pokrývku Měsíce alespoň část slunce, skywatchers v částech Chile a Argentiny zažijí několik okamžiků denního soumraku, když Měsíc úplně zatmění slunce v úplném zatmění Slunce.
Ale zatímco většina skywatcherů bude nasávat v úžasu inspirujícím pohledu, někteří zase obrátí kritičtější vědecké oko na událost. Zatmění se bude konat nad Meziamerickou observatoří Cerro Tololo Národní vědecké nadace (NSF) v severním Chile, kde pět týmů vědců bude během zatmění studovat atmosféru Slunce a Země, aby bylo možné získat pouze těžko pozorovatelná pozorování. v prchavých okamžicích temnoty denního světla.
„2. července umožní financování NSF vědcům využít vzácné příležitosti úplného zatmění Slunce ke studiu sluneční korony,“ uvedl David Boboltz, ředitel programu NSF. Slunce zůstane skryto po dobu 2 minut a 6 sekund u dalekohledu.
Zatímco měsíc se během částečného zatmění Slunce, který se vyskytuje v průměru několikrát za rok, často pohybuje před částí Slunce, Slunce je během úplného zatmění Slunce úplně blokováno. Rozdíl mezi úplným zatměním Slunce a částečným zatměním, i když je 99% Slunce chráněno, je dramatický a může umožnit širší škálu vědeckých experimentů. Když je sluneční tělo úplně zablokováno, bude vidět nepolapitelná vnitřní korona.
Koruna je složena z extrémně horkých plynů a je záhadně teplejší než povrch slunce. Navzdory své vysoké teplotě je díky své jemné povaze miliónkrát slabší než viditelné sluneční tělo. Studium korony může odhalit poznatky o kosmickém počasí vytvářeném sluncem, které může mít významné účinky na Zemi.
Kromě provádění hodnotné vědy každý tým navrhl plán zatmění, jehož cílem je zapojit místní chilské a zahraniční studenty, amatérské astronomy a širokou veřejnost.
Desetiletí trvající experiment
V 90. letech zahájil americký astronom Jay Pasachoff program pozorování, který od té doby neustále sleduje měnící se slunce. Vědci doufají, že měřením současné barvy, tvaru a teploty korony zlepší porozumění erupcím a stuhám, které vycházejí ze slunce.
Pasachoff, profesor astronomie na Williams College v Massachusetts, je jedním ze tří mužů, kteří drží rekord za pozorování nejúplnějších zatmění Slunce. Cestoval světem, aby pozoroval 70 zatmění Slunce, z toho 34 zatmění Slunce celkem.
"Každý letmý pohled na Slunce během úplného zatmění Slunce - jen pár minut každých 18 měsíců - nám dává jinou sadu funkcí, na které se můžeme podívat," uvedl Pasachoff ve svém prohlášení.
Pozorování vlastností Slunce může pomoci zlepšit naše chápání ejekcí koronální hmoty (CME), erupcí nabitého materiálu vycházejícího ze sluneční plochy. Když se tyto shluky pohybují ven ve vesmíru, mohou se srazit s planetami, jako je Země, a interagovat s jejich magnetickými poli. V 1859, sluneční superstorm známý jako Carrington událost způsobila elektrické šoky a šortky podél telegrafních drátů, dokonce dovolit telegrafům odpojeným od jejich dodávky energie k práci. Podobná událost dnes, v daleko elektroničtějším světě, by mohla mít významné následky.
Pasachoffův tým bude také studovat velké koronální struktury známé jako fáborky, špičaté regiony, které se objevují na většině obrazů korony. Protože k úplnému zatmění Slunce v roce 2019 dochází během relativně klidné části 11-letého cyklu aktivity Slunce, poskytne vzácný pohled na sluneční polární oblaky, chomáče otevřených magnetických polí vytvářených na solárních severních a jižních pólech.
"Také se těším na porovnání našich pozorování korony, která byla přijata během zatmění ... s předpovědi, které kolegové učinili před zatměním na základě magnetického pole a slunečních skvrn Slunce za předchozí měsíc," řekl Pasachoff. Po ukončení zatmění budou předpovědi a pozorování sloučeny do počítačových obrazů.
Teplota slunce se také mění v průběhu 11 let. Měřením přehřátého železa v koroně bude tým schopen měřit celkovou teplotu korony a studovat, jak se v průběhu času měnila.
„Solární větrní šerpové“
Druhý tým vědců známý jako „Solar Wind Sherpas“ bude studovat sluneční koronu ze tří různých míst v Jižní Americe. Tato skupina, vedená astronomkou Shadia Habbal z University of Hawai'i, bude studovat slunce z Cerro Tololo a dvou dalších míst v Argentině. Kromě zvýšení šance na pozorování Slunce za jasného počasí bude mít více míst také možnost měřit změny v koronální struktuře, ke kterým dochází během velmi malých časových období.
Plán není nový. Habbaiho tým použil podobnou strategii během úplného zatmění Slunce nad Spojenými státy 21. srpna 2017. Jejich cílem je rozšířit sadu nástrojů používaných při pozorování a studovat různé vlnové délky, které dosud nebyly studovány.
Astronomové plánují používat zobrazovací a spektroskopická měření s více vlnovými délkami, která rozdělují světlo na jednotlivé složky vlnových délek, k detekci chemického složení, teploty, hustoty, pohybu nesouvisejícího s teplem a odtoků různých částí korony. Každý atribut bude studován v blízkosti slunečního povrchu, kde dochází k největší změně solárního magnetického pole a kde se rodí sluneční paprsky a výrony koronální hmoty a házejí ze slunce.
Habbal řekl, že zatmění je jedinečné „protože nastává pozdě odpoledne a slunce bude ve velmi nízké nadmořské výšce. Slunce je také blízko minimu sluneční energie, takže distribuce struktur ve sluneční koroně se bude lišit od před dvěma lety . “
"Velký úspěch pro občanskou vědu"
Astronomové z Národní astronomické observatoře Japonska také zřídí několik stanic ke studiu zatmění. Tým Yoichiro Hanaoka bude provádět pozorování korony blízko povrchu, což je oblast, která není viditelná pro vesmírné observatoře, jako je observatoř NASA pro sluneční a helioférické observatoře (SOHO) a observatoř pro sluneční teritoriální vztahy (STEREO). Spojením pozemních snímků s obrazy získanými z vesmíru bude Hanaoka a jeho kolegové schopni vytvořit úplný obraz korony.
Hanaoka tým nebude kompletně složen z profesionálů.
"Budeme spolupracovat s amatérskými pozorovateli, široce rozšířenými po úplné zatmění v Chile a Argentině, při organizaci pozorování na více místech," řekl. Kombinace všech těchto pozorování poskytne pohled na to, jak se korona mění v průběhu času. „Pro občanskou vědu to bude velký úspěch,“ řekla Hanaoka.
Polarizační projekt
Magnetické pole koruny a její struktury hrají v kosmickém počasí zásadní roli. Měření orientace solárního magnetického pole může pomoci při předpovědích o tom, co řídí události kosmického počasí, jako jsou CME. Výzva však zůstává spolehlivým měřením magnetického pole.
Pro měření magnetického pole slunce musí vědci změřit polarizaci světla přicházejícího ze slunce. Stejně jako polarizované sluneční brýle, polarizátory na solárních dalekohledech filtrují světlo, které neodpovídá jejich orientaci.
„Rotací těchto polarizátorů můžeme spojit tvar magnetického pole na slunci,“ říká Paul Bryans, vědec z University Corporation for Atmospheric Research, který povede projekt ke studiu slunečního magnetického pole. „Pomůže nám to pochopit, jaké typy konfigurací magnetického pole mohou vést k eruptivním událostem,“ řekl.
Zpátky na Zemi
Zatímco první čtyři týmy NSF obrátí oči ke slunci, pátý bude udržovat výhled pevně na Zemi. Tým vedený Miquel Serra-Ricart, výzkumný pracovník na Institututo de Astrofísica de Canarias (IAC) ve Španělsku, bude tým zkoumat změny teploty zemské atmosféry, zejména ionosféry - horní vrstva, která leží asi 50 až 600 mil ( 80 až 1 000 kilometrů) nad zemským povrchem - když se měsíční stín pohybuje přes hvězdárnu.
"Úplné zatmění Slunce vytváří širokou, kulatou oblast temnoty a značně snížené sluneční světlo, které se během dne pohybuje relativně úzkou cestou přes zemskou atmosféru," řekl Serra-Ricart. "Jeho vliv na intenzitu slunečního záření je pozoruhodně podobný tomu, co se děje při východu a západu slunce a vytváří změny v zemské atmosféře, kterou chceme měřit."
Tým bude sledovat, jak moc a jak rychle klesá teplota ve stínu, když je Země úplně pokryta sluncem. Budou také sledovat změny v ionosféře, aby lépe porozuměli dopadu nočního dálkového rádiového příjmu.
Ačkoli stín Měsíce vytvoří krátkou noční iontovou atmosféru, bude se lišit od běžné večerní atmosféry.
"Stín Měsíce je na Zemi relativně malý a cestuje nadzvukovou rychlostí. Pravděpodobně bude mít některé zajímavé efekty, které by bylo možné detekovat na běžných rádiích nebo malých přijímačích," řekl Serra-Ricart.
Nebude to poprvé, kdy byla ionosféra studována během zatmění. Během zatmění v roce 1999 nad Spojeným královstvím vědci povzbudili lidi, aby pomocí rádia sledovali změny v horní atmosféře. Občanští vědci naladili rozhlasovou stanici ve Španělsku, kterou lze zjistit ve Velké Británii, aby určili, o kolik dál rádiové vlny cestovaly během zatmění.
„I když byly ionosférické účinky zatmění Slunce studovány více než 50 let, zůstává mnoho nezodpovězených otázek. Zhruba víme, jak k tomu dochází, ale ne přesně. Zatmění dá vědcům šanci prozkoumat proces nabíjení a vybíjení téměř v reálném čase. "
Poznámka editora: Pokud uděláte úžasný obrázek 2. července 2019 úplné zatmění Slunce a chtěli byste ji sdílet se čtenáři Space.com, poslat vaše fotografie, komentáře a vaše jméno a umístění na [email protected].
- Pronásledování zatmění Slunce: Otázky a odpovědi s Jayem Pasachoffem
- Zde je to, co se vědci naučili z úplného zatmění Slunce
- Celkem zatmění Slunce: Jak často k nim dochází (a proč)?
