science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Totale zonsverduisteringen onthullen de donkere en stormachtige kant van de zon die we nooit zien

De lage zonnecorona zoals gezien in extreem ultraviolet licht. Heldere regio's zijn waar de meest energetische zonnestormen worden geboren. Linksonder is een uitbarsting in actie te zien. NASA's Solar Dynamic Observatory (SDO) -satelliet., Auteur verstrekt

In de astronomie, we hebben een gemeenschappelijk gezegde:"veel geluk, en heldere luchten." Voor een eclipsjager zoals ik, dit is vooral belangrijk. We hebben twee minuten en geen tweede kans - één kleine wolk kan alles bederven.

Duizenden toeristen komen opdagen om ze te zien, samen met enkele tientallen wetenschappers, waarvoor de zonsverduistering een unieke kans is om de uitgestrekte atmosfeer van de zon te observeren - bekend als de zonnecorona. Net als de aarde, de zon heeft een atmosfeer en een magnetisch veld dat zich tot grote afstanden in de ruimte uitstrekt. De zonnecorona is een intens plasma van gescheiden protonen en elektronen dat een miljoen graden Celsius of heter is.

In deze vreemde omgeving van hete, gemagnetiseerd plasma, natuurkunde gedraagt ​​zich op manieren die slecht begrepen worden. Onze veiligheid op aarde kan echter afhangen van een beter begrip ervan - explosieve gebeurtenissen in de corona kunnen dramatische en potentieel gevaarlijke effecten op aarde hebben.

Er is een constante stroom van materiaal van deze laag van de zon naar de interplanetaire ruimte die de zonnewind wordt genoemd. in 1859, wetenschappers ontdekten het voor het eerst toen een zonnevlam werd gevolgd door intense aurora op aarde - ook bekend als noorderlicht of zuiderlicht. Ze waren blijkbaar helder genoeg voor mensen om 's nachts bij hun licht kranten te lezen. Dit stond bekend als "het Carrington-evenement" - elektrische stromen die door de fakkel werden gegenereerd, veroorzaakten schade aan telegraafsystemen.

Zonnevlekken op 1 september 1859, zoals geschetst door Richard Carrington. A en B markeren de beginposities van een intens heldere gebeurtenis, die in de loop van vijf minuten naar C en D bewoog voordat ze verdween. Krediet:Richard Carrington/Wikipedia

Nu de samenleving steeds afhankelijker is geworden van technologie, ruimteweer begrijpen en kunnen voorspellen is belangrijker dan ooit. Uitbarstingen van de zon kunnen ruimtevaartuigen beschadigen en verstoren, energiesystemen, luchtvaartmaatschappijen, communicatie- en GPS-systemen. Een grote uitbarsting onder de juiste omstandigheden, zoals de gebeurtenis in 1859, kan enorme schade toebrengen aan de wereldeconomie, in de orde van honderden miljarden dollars.

De donkere kant van de zon

Buiten een eclips, de zonnecorona wordt onzichtbaar gemaakt door het extreem heldere licht dat rechtstreeks van het zichtbare oppervlak van de zon komt - de fotosfeer. De fotosfeer is meer dan een miljoen keer helderder dan zelfs de helderste gebieden van de corona, dus het observeren van de corona lijkt een beetje op het bestuderen van het gedrag van een glimworm die naast een vuurtoren zweeft. Wetenschappers zullen jaren hebben doorgebracht, en veel geld, voorbereiding op dit fenomeen van twee minuten.

Aurora Borealis boven Tromso, Noorwegen. De zonnewind van de zon botst met de atmosfeer van de aarde, het creëren van de lichten die bekend staan ​​​​als het noorderlicht of het zuiderlicht. Krediet:Mu Yee Ting/Shutterstock

Een totale zonsverduistering vindt plaats wanneer de maan voor de zon passeert, die de heldere schijf van de zon blokkeert en een diepe schaduw op de aarde werpt. In de loop van een paar uur, de schaduw zoomt sneller over het aardoppervlak dan Concorde. Het 'pad van de totaliteit' - de naam voor de koers die de schaduw volgt - is zo groot dat het oceanen en continenten overspant.

Gelukkig voor ons, de corona komt in al zijn glorie aan het licht tijdens een totale zonsverduistering. En geluk is in deze context echt het juiste woord. Stel je de kans voor dat een bewoonde planeet met intelligent leven een maan heeft die de juiste grootte en afstand heeft om even groot aan de hemel te verschijnen, zodat hij de zon kan verduisteren. Zoals de maan de heldere schijf van de zon bedekt, de omringende atmosfeer verschijnt als een zwakke ring, met uitgestrekte stralen die vanaf de zon als een kroon naar buiten wijzen - vandaar de naam corona.

Om de zon veilig te observeren en de corona te bestuderen tijdens een zonsverduistering, je hebt de speciale filters in een spectrometer nodig. De spectrometer neemt licht van de zonnecorona over een lange, smalle ingangsspleet en tijdens de zonsverduistering, deze spleet scant om de hele corona te observeren. Het licht wordt gesplitst in drie kanalen volgens golflengte, en vervolgens verspreid op detectoren die registreren hoe dicht en heet het plasma is - informatie die wetenschappers anders niet kunnen verkrijgen.

Sommige van de wetenschappelijke instrumenten zijn gebouwd en voorbereid door een internationaal team van wetenschappers onder leiding van Prof Shadia Habbal (Universiteit van Hawaï) om verduisteringen te observeren. De hoofdingenieur van het team, Judd Johnson, is bezig met het finetunen van een van de telescopen. Krediet:Shadia Habbal, Auteur verstrekt

De spectrometer zou uiteindelijk in de ruimte kunnen verblijven, het continu observeren van de zonnecorona als onderdeel van een missie om de zon vanaf een satelliet te bekijken. Wetenschappers kunnen het magnetische veld van de corona reconstrueren, plasma en andere functies om deze extreme en mysterieuze omgeving eindelijk te begrijpen - en de aarde voor te bereiden op haar stemmingswisselingen.

Verduisteringen zoals het evenement van 2019 in Zuid-Amerika geven een zeer gedetailleerde momentopname van de zonneatmosfeer, en bieden een kostbare kans om meer te weten te komen over de verborgen laag van de zon die het leven op aarde enorm kan beïnvloeden. Het is ook relatief goedkoop in vergelijking met ruimtemissies, en kan wetenschappers helpen nieuwe hulpmiddelen te ontwikkelen om in de ruimte te kijken. Zoals gewoonlijk, wij hopen op veel geluk, en heldere luchten.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.