science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Verduister de wetenschap langs het pad van de totaliteit

Totale zonsverduistering boven India in 1980. Credit:UCAR, Observatorium op grote hoogte

Toonaangevende Amerikaanse zonnewetenschappers hebben vandaag de aandacht gevestigd op onderzoeksactiviteiten die in het hele land zullen plaatsvinden tijdens de zeldzame zonsverduistering van volgende maand, het bevorderen van onze kennis van het complexe en mysterieuze magnetische veld van de zon en het effect ervan op de atmosfeer van de aarde.

Experts bij de National Science Foundation (NSF), National Aeronautics and Space Administration (NASA), en het National Center for Atmospheric Research (NCAR) hebben op de persconferentie van vanmorgen details verstrekt over de reeks technologieën en methodologieën die zullen worden gebruikt om op 21 augustus ongekende beelden van de zon te verkrijgen. De experimenten, onder leiding van gespecialiseerde onderzoekers, zal ook putten uit observaties van amateur-skywatchers en studenten om de afbeelding in te vullen.

"Deze totale zonsverduistering in de Verenigde Staten is een fundamenteel unieke kans in de moderne tijd, waardoor het hele land betrokken kan zijn bij moderne technologie en sociale media, " zei Carrie Zwart, een associate programmadirecteur bij NSF die toezicht houdt op zonneonderzoek. "Beelden en gegevens van mogelijk wel miljoenen mensen zullen de komende jaren door wetenschappers worden verzameld en geanalyseerd."

"Dit is een generatiegebeurtenis, " beaamde Madhulika Guhathakurta, NASA-hoofdwetenschapper voor de eclips van 2017. "Dit wordt de meest gedocumenteerde, de meest gewaardeerde zonsverduistering ooit."

De wetenschappelijke experimenten zullen plaatsvinden langs het pad van de totaliteit, een 70 mijl breed lint dat zich uitstrekt van Oregon tot South Carolina, waar de maan de zichtbare schijf van de zon volledig zal bedekken. Afhankelijk van de locatie, kijkers kunnen de totale zonsverduistering maar liefst 2 minuten en 40 seconden ervaren. Het duurt ongeveer anderhalf uur voordat de zonsverduistering door de lucht van de Pacifische kust naar de Atlantische Oceaan reist.

NASA en andere organisaties herinneren kijkers eraan om veiligheidsmaatregelen voor de ogen te nemen, omdat het niet veilig is om tijdens een zonsverduistering naar de zon te kijken.

Voor wetenschappers, de hemelse gebeurtenis is een zeldzame kans om nieuwe instrumenten te testen en de ongrijpbare buitenste atmosfeer van de zon te observeren, of zonnecorona, die gewoonlijk wordt verduisterd door het heldere oppervlak van de zon. Veel wetenschappelijke vragen richten zich op de corona, inclusief waarom het veel heter is dan het oppervlak en welke rol het speelt bij het spuwen van grote stromen geladen deeltjes, bekend als coronale massa-ejecties, die de atmosfeer van de aarde kunnen verstoren en GPS-systemen en andere gevoelige technologieën kunnen verstoren.

Black merkte op dat de maan precies zal uitlijnen met het oppervlak van de zon, die observaties van de hele corona mogelijk maakt, inclusief zeer lage regio's die zelden detecteerbaar zijn. Het verkrijgen van waarnemingen vanaf de grond is bijzonder belangrijk, ze legde uit, omdat er veel meer gegevens kunnen worden verzonden dan mogelijk zou zijn met op de ruimte gebaseerde instrumenten.

"De maan is ongeveer een zo perfect occulter als je kunt krijgen, "zei ze. "En wat dit een nog waardevollere kans maakt, is dat iedereen er toegang toe heeft."

Naast het trainen van grondinstrumenten op de zon, wetenschappers zullen ook vliegtuigen inzetten om de zonsverduistering te volgen, waardoor de hoeveelheid tijd die ze kunnen nemen om waarnemingen te doen toenemen.

Een NCAR-onderzoeksteam, bijvoorbeeld, zal het NSF/NCAR Gulfstream-V onderzoeksvliegtuig gebruiken om gedurende ongeveer vier minuten infraroodmetingen te doen, helpt wetenschappers het magnetisme en de thermische structuur van de zonnecorona beter te begrijpen. Wetenschappers van het Southwest Research Institute in Boulder zullen zichtbare en infraroodtelescopen gebruiken op NASA's tweeling WB-57-vliegtuigen in een tag-teambenadering, waardoor ze gedurende ongeveer acht minuten een unieke blik op zowel de zonnecorona als Mercurius kunnen krijgen. Het doel is om beter te begrijpen hoe energie door de corona beweegt en om meer te leren over de samenstelling en eigenschappen van het oppervlak van Mercurius.

Wetenschappers zullen tijdens de zonsverduistering ook de buitenste atmosfeer van de aarde bestuderen. De ionosfeer is een afgelegen gebied van de atmosfeer dat deeltjes bevat die worden geladen door zonnestraling. Verstoringen in de ionosfeer kunnen laagfrequente radiogolven beïnvloeden. Door energie van de zon te blokkeren, de eclips biedt wetenschappers de mogelijkheid om de reactie van de ionosfeer op een plotselinge daling van de zonnestraling te bestuderen.

Bijvoorbeeld, een onderzoeksteam van de Universiteit van Boston zal gebruik maken van kant-en-klare mobiele telefoontechnologie om een ​​GPS-array met één frequentie te construeren om de ionosferische effecten van de zonsverduistering te bestuderen. Dit project zou de basis kunnen leggen voor het gebruik van consumentensmartphones om de buitenatmosfeer te controleren op storingen, of ruimteweergebeurtenissen, veroorzaakt door zonnestormen. Een ander experiment, gerund door onderzoekers van de Universiteit van Virginia en de George Mason University, zal zenders gebruiken die op lage frequenties uitzenden om de reactie van regio's van de ionosfeer te onderzoeken, terwijl een Virginia Tech-team een ​​netwerk van radio-ontvangers en -zenders in het hele land zal gebruiken om de reactie van de ionosfeer tijdens de zonsverduistering te observeren.

Van burgerwetenschappers wordt ook verwacht dat ze een belangrijke rol spelen bij het doen van waardevolle waarnemingen tijdens de zonsverduistering.

"Dit is een sociaal fenomeen, en we hebben een belangrijke kans om dit te promoten en al het mogelijke wetenschappelijk te doen, ' zei Guhathakurta.

Het Citizen Continental-America Telescopic Eclipse (CATE) experiment door de National Solar Observatory, bijvoorbeeld, zal steunen op vrijwilligers van universiteiten, middelbare scholen, informele onderwijsgroepen, en nationale laboratoria voor een eclips-estafetterace. Deelnemers langs het pad van de totaliteit zullen identieke telescopen en digitale camerasystemen gebruiken om beelden van hoge kwaliteit vast te leggen die zullen resulteren in een dataset die de volledige, 93 minuten durende zonsverduistering door het hele land. En een project onder leiding van de University of California Berkeley zal een groot aantal zonnebeelden verzamelen, verkregen door studenten en amateur-waarnemers langs het eclipspad om educatief materiaal te maken als onderdeel van het Eclipse Megamovie-project.

"Zoals deze projecten laten zien, de zonsverduistering zal de zon stevig in de voorhoede van het nationale oog plaatsen, " zei Scott McIntosh, directeur van NCAR's High Altitude Observatory. "Dit is een unieke kans om te communiceren over het feit dat onze ster complex is, mooi, en mysterieus. Tegelijkertijd, het is belangrijker dan ooit om het te bestuderen, aangezien zonneactiviteit aanzienlijke bedreigingen kan vormen voor onze technologisch gedreven samenleving."