Vědci budou používat kamery instalované na dvou z výzkumných trysek WB-57 NASA k provádění pohyblivých pozorování sluneční korony ve vysokém rozlišení - éterické proudy žhavícího plynu v nejvzdálenější atmosféře slunce, které se projeví až při zatmění Slunce.
Zatímco pozorovatelé na zemi zažijí až dvě a půl minuty totality (když Měsíc úplně zakrývá slunce), tým financovaný NASA vedený Amirem Caspiem, solárním astrofyzikem v Jihozápadním výzkumném ústavu v Boulderu, Colorado, použije trysky k prodloužení období totality na více než 7 minut, což umožní nebývalé pozorování sluneční korony.
I když je cestující na tryskách NASA, vyžaduje speciální výcvik, takže astrofyzici nebudou létat s nástroji. Ale budou sledovat svůj experiment prostřednictvím živého satelitního vysílání obrazů, když trysky pronásledují stín Měsíce nad Missouri, Illinois a Tennessee ve výšce úplného zatmění Slunce. Živý zdroj bude rovněž zpřístupněn veřejnosti online.
Stín Měsíce se pohybuje příliš rychle, aby udržely krok i trysky, takže piloti budou létat v pečlivě vypočtené formaci, která maximalizuje čas totality, s druhým paprskem, který zvedne honičku jen několik sekund před úplností pro první trysku podle vědců končí.
„I když jsou od sebe vzdáleny 100 kilometrů a letí rychlostí asi 750 kilometrů za hodinu, budou muset svůj let dostatečně časovat, aby se dostali do přibližně 10 sekund od polohy, kterou potřebují,“ řekl Caspi pro Live Science.
Žhavější než slunce
Snímky s vysokým rozlišením zachycené tryskami během zatmění poskytnou vědcům jedinečný dojemný výhled na sluneční korónu. Doufají, že to vrhne světlo na hlavní tajemství koróny: Proč je to tak teplejší než samotný povrch slunce?
„Sluneční koróna má teplotu milionů stupňů a viditelný povrch slunce - fotosféra - je jen několik tisíc stupňů,“ řekl Caspi. "Tento druh teplotní inverze je neobvyklý. Kdyby termodynamika fungovala v klasickém smyslu, na který jsme zvyklí, pak byste tento druh inverze nezískali a teplota by klesala, jak byste postupovali výše."
Caspi a jeho kolegové doufají, že jejich pozorování odhalí velmi jemné dynamické prvky v sluneční koroně, možná ve formě vln nebo vln, které by mohly odhalit procesy v magnetickém poli Slunce, o nichž se předpokládá, že tenkou koronu udržují mnohem teplejší než sluneční povrch.
Druhým hlavním cílem je hledat vysvětlení velkých viditelných struktur v koroně, uvedl Caspi.
„Když se podíváte na korónu, uvidíte tyto velmi dobře strukturované smyčky, arkády, fanoušky a fáborky,“ řekl. "Jde o to, že jsou velmi hladké a dobře organizované a vypadá to jako čerstvě vyčesaná hlava vlasů."
Ale magnetická pole, která formují koronu, pocházejí z velmi chaotického povrchu Slunce, od kterého by se dalo očekávat, že zkomplikuje hladké struktury korony do spletené rohože, řekl Caspi.
„„ Všechny tyto struktury zůstávají stabilní a velmi dobře organizované, a tak korona neustále uvolňuje malé kousky složitosti, aby zůstala dobře organizovaná, “řekl,„ a nechápeme, jak k tomuto procesu dochází. "
Výškové zobrazení
Caspi vysvětlil, že pozorování zatmění slunce z výšky 50 000 stop (15 200 m) má oproti pozorováním ze země mnoho výhod.
Trysky NASA budou létat vysoko nad mraky a většinu atmosféry obklopující Zemi, což zaručuje perfektní počasí v ročním období, kdy pozorovatelé zatmění na zemi mohou očekávat kolem 50 procent oblačnosti, řekl.
Tenká atmosféra a poloha Slunce a Měsíce téměř přímo nad hlavou sníží zkreslení na minimum, což umožní dalekohledům a kamerám na palubě letadla zaznamenat velmi jemné detaily ve struktuře sluneční korony, řekl.
"V zásadě získáváme lepší citlivost ve všech ohledech," řekl Caspi. "Dosáhneme lepší kvality obrazu, dostaneme delší pozorovací čas, dostaneme méně rozptýlené světlo - takže máme vyšší citlivost na všechny věci, na které se snažíme dívat tolika různými způsoby."
Výzkumné trysky NASA WB-57 začaly v 60. letech 20. století jako bombardéry Canberra B-57. Letadla byla poté upravena americkým letectvem pro monitorování počasí a byla použita pro shromažďování vzorků vzduchu o vysoké atmosféře po podezření na jaderné testy, podle NASA.
Trysky byly od té doby přestavěny a vybaveny sadou sofistikovaných přístrojů a senzorů, včetně stabilizovaných kamer s vysokým rozlišením v čele letadla, které mohou zaznamenávat viditelné a infračervené světlo rychlostí 30 snímků za sekundu.
Caspi uvedl, že kamerový systém byl vyvinut NASA pro sledování raketoplánů během opětovného vstupu do atmosféry, jako preventivní opatření při havárii raketoplánu v Kolumbii v roce 1986.
Úplné zatmění Slunce 21. srpna bude poprvé, kdy se pro astronomii používají trysky NASA a její kamery, uvedl Caspi.
„Kromě toho, že jsme opravdu úžasným vědcem, doufáme, že tento experiment předvede výkon a potenciál této platformy pro budoucí astronomická pozorování,“ dodal.
Nejbližší hvězda
Caspi řekl, že nadcházející pozorování mají potenciál vrhnout světlo na některá z přetrvávajících záhad o naší nejbližší hvězdě a poskytnout astrofyzikům lepší porozumění tomu, jak se naše sluneční soustava formovala. Výzkum by dokonce mohl vědcům poskytnout pohled na to, jak se kolem vzdálených hvězd vytvářejí další systémy planet.
„Vývoj sluneční soustavy je částečně poháněn těmito větry, které vycházejí z hvězdy, a vyfukují hodně prachu z vnitřní sluneční soustavy, a to je jeden z důvodů, proč se skalní planety formují blízko a plynové obři inklinují k utvářejte dál, “řekl Caspi.
Letové zatmění také poskytne výzkumníkům vzácnou příležitost pozorovat planetu Merkur s dalekohledy a fotoaparáty na tryskách, uvedl Caspi. Budou mít také možnost hledat nepolapitelné vulkánoidní asteroidy, o nichž se předpokládá, že existují mezi Merkurem a Sluncem.
Caspi vysvětlil, že tryskové kamery by měly být zaměřeny na pozorování nejvnitřnější planety naší sluneční soustavy, která bude viditelná na zatemněné obloze během zatmění, asi půl hodiny před a půl hodiny po úplnosti.
Snímky Merkuru s vysokým rozlišením, pořízené pod infračerveným světlem, by umožnily vědcům planety studovat povrch planety kolem terminátoru úsvitu, kde Merkurova noc mrznoucí-studená uvolňuje svůj horký den a dozvědět se více o materiálu, který tvoří povrch.
„Denní strana Merkuru je horká při teplotě 400 ° C a noční strana je chladná při teplotě mínus 250 ° F (mínus 156 ° C), ale nevíme, jak dlouho je trvá to od horkého k studenému. “
Pomocí infračerveného světla budou vědci schopni měřit vlastnosti zemské půdy nejen na povrchu, ale i několik centimetrů pod povrchem, což by vědcům mohlo pomoci zjistit, z čeho je vyrobena a jak hustá je , přidal.
„Tato pozorování jsou první svého druhu, o které víme, abychom se pokusili vytvořit infračervenou tepelnou mapu Merkuru,“ řekl Caspi.
