Een team onder leiding van het Southwest Research Institute zal telescopen in de lucht gebruiken aan boord van NASA-onderzoeksvliegtuigen om de zonnecorona en het oppervlak van Mercurius te bestuderen tijdens de totale zonsverduistering van deze zomer. De waarnemingen van 21 augustus zullen de duidelijkste beelden tot nu toe van de buitenste atmosfeer van de zon opleveren en zullen de allereerste "thermische beelden" van variaties in de oppervlaktetemperatuur op Mercurius mogelijk maken.

Totale zonsverduisteringen zijn unieke kansen voor wetenschappers om de hete atmosfeer boven het zichtbare oppervlak van de zon te bestuderen. Het zwakke licht van de corona wordt meestal overmeesterd door intense emissies van de zon zelf. Tijdens een totale zonsverduistering echter, de maan blokkeert de schittering van de heldere zonneschijf en verduistert de lucht, waardoor de zwakkere coronale emissies kunnen worden waargenomen.

"Door te zoeken naar snelle beweging in de zonnecorona, we hopen te begrijpen wat het zo heet maakt. Het is miljoenen graden Celsius, honderden keren heter dan het zichtbare oppervlak eronder, " zei Dr. Amir Caspi, hoofdonderzoeker van het project en een senior onderzoeker in SwRI's Boulder, Colorado, kantoor. "In aanvulling, de corona is een van de belangrijkste bronnen van elektromagnetische stormen hier op aarde. Deze verschijnselen beschadigen satellieten, stroomuitval veroorzaken, en de communicatie en GPS-signalen verstoren, dus het is belangrijk om ze beter te begrijpen."

Waarom is de buitenste atmosfeer van de zon zoveel heter dan het oppervlak? Misschien draagt ​​het magnetische veld van de zon energie naar de corona en zet het deze om in warmte. Of misschien laten nanovlammen of nanojets - explosies of uitbarstingen die te klein en talrijk zijn om afzonderlijk te zien - constant kleine hoeveelheden energie vrij die samen de hele corona verwarmen. Het team zal gebruik maken van hoge snelheid, high-definition video van de corona om snel te zoeken, coherente bewegingen die kunnen helpen bij het oplossen van deze puzzel. Het project kan ook licht werpen op een andere vraag:waarom de magnetische structuren in de corona relatief glad en stabiel zijn.

"Het magnetische veld vormt goed georganiseerde lussen en arcades in de onderste corona, evenals grote, waaiervormige structuren die zich uitstrekken tot vele zonnestralen, " zei Dr. Craig DeForest, een mede-onderzoeker ook van SwRI's Boulder-kantoor. "Deze structuren worden constant gekarnd en verward door de beweging van het zonneoppervlak zelf. Dus waarom lijkt de corona altijd goed georganiseerd, als een kortgekapte haardos, en niet gegromd of gematteerd?"

Van twee van NASA's WB-57 onderzoeksvliegtuigen, het team zal de corona tijdens de zonsverduistering observeren met behulp van gestabiliseerde telescopen met gevoelige, hoge snelheid, zichtbaar licht en infrarood camera's op 50, 000 voet. Deze grote hoogte biedt duidelijke voordelen ten opzichte van waarnemingen op de grond.

"Boven het weer zijn garandeert perfecte observatieomstandigheden, terwijl boven meer dan 90 procent van de atmosfeer van de aarde ons een veel betere beeldkwaliteit geeft dan op de grond, " zei een andere SwRI-medeonderzoeker, Dr. Constantijn Tsang. "Dit mobiele platform stelt ons ook in staat om de eclipsschaduw te achtervolgen, wat ons meer dan 7 minuten totaal geeft tussen de twee vliegtuigen, vergeleken met slechts 2 minuten en 40 seconden voor een stationaire waarnemer op de grond."

Dit zijn de eerste astronomische waarnemingen van de WB-57's. Zuidelijk onderzoek, die is gevestigd in Birmingham, Alabama, bouwde de Airborne Imaging and Recording Systems aan boord en werkt samen met het wetenschappelijke team om de DyNAMITE-telescopen op beide vliegtuigen te upgraden met zonnefilters en verbeterde datarecorders.

"Dit platform in de lucht biedt ons ook hoogwaardige, beelden met hogere snelheid dan mogelijk is met huidige of eerdere instrumenten in de ruimte, "zei Caspi. "Het benadrukt het potentieel van het WB-57-platform voor toekomstige astronomische waarnemingen."

Eclipsobservaties geven het team ook een unieke kans om Mercurius te bestuderen, de planeet die het dichtst bij de zon staat. Mercurius is moeilijk waar te nemen omdat het meestal wordt weggespoeld door de heldere hemel overdag, of vervormd door de atmosfeer nabij de horizon in de schemering.

"We zijn van plan om Mercurius in het infrarood te meten, in bijna duisternis, en door heel weinig atmosfeer, "Tsang. Wetenschappers hopen infraroodmetingen te gebruiken om de oppervlaktetemperaturen over de hele nachtzijde van de planeet te berekenen. "Hoe de temperatuur aan het oppervlak verandert, geeft ons informatie over de thermofysische eigenschappen van de bodem van Mercurius, tot een diepte van enkele centimeters, iets dat nog nooit eerder is gemeten."