Ongeveer eens in de 18 maanden vindt ergens op aarde een totale zonsverduistering plaats. Maar omdat het aardoppervlak grotendeels uit oceaan bestaat, de meeste zonsverduisteringen zijn slechts korte tijd zichtbaar boven land, als al. De totale zonsverduistering van 21 augustus 2017, is anders - zijn pad strekt zich bijna 90 minuten uit over land, wetenschappers een ongekende kans geven om wetenschappelijke metingen vanaf de grond te doen.

Wanneer de maan op 21 augustus voor de zon beweegt, het zal het heldere gezicht van de zon volledig verduisteren. Dit gebeurt vanwege een hemels toeval - hoewel de zon ongeveer 400 keer breder is dan de maan, de maan op 21 augustus zal ongeveer 400 keer dichter bij ons zijn, waardoor hun schijnbare grootte in de lucht bijna gelijk is. In feite, de maan zal voor ons iets groter lijken dan de zon, waardoor het op sommige locaties de zon meer dan twee en een halve minuut volledig kan verduisteren. Als ze exact dezelfde schijnbare grootte hadden, de totale zonsverduistering zou slechts een ogenblik duren.

De zonsverduistering zal de buitenste atmosfeer van de zon onthullen, de corona genoemd, die anders te zwak is om naast de heldere zon te zien. Hoewel we de corona vanuit de ruimte bestuderen met instrumenten die coronagrafen worden genoemd - die kunstmatige verduisteringen creëren door een metalen schijf te gebruiken om het gezicht van de zon af te schermen - zijn er nog steeds enkele lagere delen van de atmosfeer van de zon die alleen zichtbaar zijn tijdens totale zonsverduisteringen. Vanwege een eigenschap van licht genaamd diffractie, de schijf van een coronagraaf moet zowel het oppervlak van de zon als een groot deel van de corona blokkeren om scherpe foto's te krijgen. Maar omdat de maan zo ver van de aarde verwijderd is - ongeveer 230, 000 mijl afstand tijdens de zonsverduistering - diffractie is geen probleem, en wetenschappers kunnen de onderste corona tot in detail meten.

NASA profiteert van de 21 augustus, 2017, verduistering door 11 op de grond gebaseerde wetenschappelijke onderzoeken in de Verenigde Staten te financieren. Zes daarvan richten zich op de corona van de zon.

De bron van ruimteweer

Onze zon is een actieve ster die constant een stroom van geladen deeltjes en magnetische velden afgeeft die bekend staat als de zonnewind. Deze zonnewind, samen met discrete oprispingen van zonnemateriaal, bekend als coronale massa-ejecties, kan het magnetisch veld van de aarde beïnvloeden, deeltjes in onze atmosfeer laten regenen, en - wanneer intens - impactsatellieten. Hoewel we deze zonne-uitbarstingen kunnen volgen wanneer ze de zon verlaten, de sleutel om te voorspellen wanneer ze zullen gebeuren, zou kunnen liggen in het bestuderen van hun oorsprong in de magnetische energie die is opgeslagen in de onderste corona.

Een team onder leiding van Philip Judge van het High Altitude Observatory in Boulder, Colorado, zal nieuwe instrumenten gebruiken om de magnetische veldstructuur van de corona te bestuderen door deze atmosferische laag tijdens de zonsverduistering in beeld te brengen. De instrumenten zullen de corona in beeld brengen om vingerafdrukken te zien die zijn achtergelaten door het magnetische veld in zichtbare en nabij-infrarode golflengten vanaf een bergtop bij Casper, Wyoming. een instrument, POLARCAM, maakt gebruik van nieuwe technologie gebaseerd op de ogen van de bidsprinkhaangarnaal om nieuwe polarisatiemetingen te verkrijgen, en zal dienen als een proof-of-concept voor gebruik in toekomstige ruimtemissies. Het onderzoek zal ons begrip vergroten van hoe de zon ruimteweer genereert.

"We willen een vergelijking maken tussen de infraroodgegevens die we vastleggen en de ultraviolette gegevens die zijn vastgelegd door NASA's Solar Dynamics Observatory en JAXA/NASA's Hinode-satelliet, " zei Judge. "Dit werk zal ons begrip bevestigen of weerleggen hoe licht over het hele spectrum zich vormt in de corona, misschien helpen om een ​​aantal zeurende meningsverschillen op te lossen."

De resultaten van de camera zullen een aanvulling zijn op gegevens van een onderzoek in de lucht dat de corona in het infrarood in beeld brengt, evenals een ander infraroodonderzoek op de grond onder leiding van Paul Bryans van het High Altitude Observatory. Bryans en zijn team zitten in een trailer bovenop Casper Mountain in Wyoming, en richt een gespecialiseerd instrument op de eclips. Het instrument is een spectrometer, die licht van de zon verzamelt en elke golflengte van licht scheidt, het meten van hun intensiteit. Deze specifieke spectrometer, genaamd de NCAR Airborne Interferometer, zullen, Voor de eerste keer, onderzoek infrarood licht uitgezonden door de zonnecorona.

"Deze studies zijn complementair. We zullen de spectrale informatie hebben, die de samenstellende golflengten van licht onthult, " zei Bryans. "En het team van Philip Judge zal de ruimtelijke resolutie hebben om te vertellen waar bepaalde kenmerken vandaan komen."

Deze nieuwe gegevens zullen wetenschappers helpen het complexe magnetische veld van de corona te karakteriseren - cruciale informatie voor het begrijpen en uiteindelijk helpen bij het voorspellen van ruimteweergebeurtenissen. De wetenschappers zullen hun onderzoek uitbreiden door hun resultaten te analyseren naast overeenkomstige ruimtegebaseerde waarnemingen van andere instrumenten aan boord van NASA's Solar Dynamics Observatory en de gezamenlijke NASA/JAXA Hinode.

in Madras, Oregon, een team van NASA-wetenschappers onder leiding van Nat Gopalswamy in het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Maryland, zal wijzen op een nieuwe, gespecialiseerde polarisatiecamera op de zwakke buitenatmosfeer van de zon, de corona, het maken van opnamen van enkele seconden bij vier geselecteerde golflengten in iets meer dan twee minuten. Hun beelden zullen gegevens vastleggen over de temperatuur en snelheid van zonnemateriaal in de corona. Momenteel kunnen deze metingen alleen worden verkregen uit aardobservaties tijdens een totale zonsverduistering.

Om de corona te bestuderen op tijden en locaties buiten een totale zonsverduistering, wetenschappers gebruiken coronagrafen, die verduisteringen nabootsen door massieve schijven te gebruiken om het gezicht van de zon te blokkeren, net zoals de schaduw van de maan dat doet. Typische coronagrafen gebruiken een polarisatiefilter in een mechanisme dat door drie hoeken draait, de een na de ander, voor elk golflengtefilter. De nieuwe camera is ontworpen om dit onhandige, tijdrovend proces, door duizenden kleine polarisatiefilters op te nemen om licht dat tegelijkertijd in verschillende richtingen is gepolariseerd te lezen. Het testen van dit instrument is een cruciale stap in de richting van het verbeteren van coronagrafen en uiteindelijk, ons begrip van de corona - de wortel van de zonnestraling die de ruimte van de aarde vult.

Onverklaarbare coronale verwarming

Het antwoord op een ander mysterie ligt ook in de onderste corona:men denkt dat het de geheimen bevat van een al lang bestaande vraag hoe de zonneatmosfeer zulke onverwacht hoge temperaturen bereikt. De corona van de zon is veel heter dan het oppervlak, wat contra-intuïtief is, omdat de energie van de zon wordt opgewekt door kernfusie in de kern. Gewoonlijk dalen de temperaturen constant naarmate je verder weggaat van die warmtebron, op dezelfde manier dat het koeler wordt als je weggaat van een vuur - maar niet in het geval van de atmosfeer van de zon. Wetenschappers vermoeden dat gedetailleerde metingen van de manier waarop deeltjes in de onderste corona bewegen, hen zouden kunnen helpen het mechanisme te ontdekken dat deze enorme verwarming veroorzaakt.

Padma Yanamandra-Fisher van het Space Science Institute zal een experiment leiden om beelden van de onderste corona in gepolariseerd licht te maken. Gepolariseerd licht is wanneer alle lichtgolven op dezelfde manier zijn gericht, en het wordt geproduceerd als het gewoon is, ongepolariseerd licht gaat door een medium - in dit geval de elektronen van de binnenste zonnecorona.

"Door de gepolariseerde helderheid van de binnenste zonnecorona te meten en numerieke modellering te gebruiken, we kunnen het aantal elektronen langs de zichtlijn extraheren, " zei Yanamandra-Fisher. "In wezen, we brengen de verdeling van vrije elektronen in de binnenste zonnecorona in kaart."

Het in kaart brengen van de binnenste corona in gepolariseerd licht om de dichtheid van verkiezingen te onthullen, is een cruciale factor bij het modelleren van coronale golven, een mogelijke bron van coronale verwarming. Samen met beelden van niet-gepolariseerd licht verzameld door het door NASA gefinancierde burgerwetenschapsproject genaamd Citizen CATE, die eclipsbeelden uit het hele land zal verzamelen, deze metingen van gepolariseerd licht zouden wetenschappers kunnen helpen de kwestie van de ongewoon hoge temperaturen van de zonnecorona aan te pakken.

Shadia Habbal van het Instituut voor Astronomie van de Universiteit van Hawaï in Honolulu zal een team van wetenschappers leiden om de zon tijdens de totale zonsverduistering in beeld te brengen. Het lange pad van de eclips over land stelt het team in staat om de zon in beeld te brengen vanaf vijf locaties in vier verschillende staten, ongeveer 600 mijl uit elkaar, waardoor ze kortetermijnveranderingen in de corona kunnen volgen en de kans op goed weer vergroten.

Ze zullen spectrometers gebruiken, die het licht analyseren dat wordt uitgezonden door verschillende geïoniseerde elementen in de corona. De wetenschappers zullen ook unieke filters gebruiken om de corona selectief in bepaalde kleuren af ​​te beelden, waardoor ze direct de fysica van de buitenste atmosfeer van de zon kunnen onderzoeken.

Met deze gegevens, ze kunnen de samenstelling en temperatuur van de corona onderzoeken, en meet de snelheid van deeltjes die uit de zon stromen. Verschillende kleuren komen overeen met verschillende elementen:nikkel, ijzer en argon - die elektronen hebben verloren, of geïoniseerd, in de extreme hitte van de corona, en elk element ioniseert bij een specifieke temperatuur. Door dergelijke informatie samen te analyseren, de wetenschappers hopen de processen die de corona verhitten beter te begrijpen.

Amir Caspi van het Southwest Research Institute in Boulder, Colorado, en zijn team zal twee van NASA's WB-57F onderzoeksjets gebruiken om waarnemingen te doen met twee telescopen die op de neuzen van de vliegtuigen zijn gemonteerd. Ze zullen de duidelijkste beelden vastleggen van de buitenste atmosfeer van de zon - de corona - tot nu toe en de allereerste thermische beelden van Mercurius, onthullen hoe de temperatuur varieert over de