Tijdens de komende zonsverduistering doorkruist het pad van de totaliteit, waar waarnemers het donkerste deel van de schaduw van de maan (de umbra) ervaren, Mexico, loopt in noordoostelijke richting door Texas en het Midwesten en komt kort Canada binnen voordat het eindigt in Maine.

Totale zonsverduisteringen komen ongeveer elke 18 maanden voor op een bepaalde locatie op aarde. De laatste totale zonsverduistering die de VS doorkruiste vond plaats op 21 augustus 2017.

Een internationaal team van wetenschappers, onder leiding van Aberystwyth University, zal experimenten uitvoeren vanuit de buurt van Dallas, op een locatie op het pad van de totaliteit. Het team bestaat uit Ph.D. studenten en onderzoekers van Aberystwyth University, NASA Goddard Space Flight Center in Maryland en Caltech (California Institute of Technology) in Pasadena.

Er kan waardevolle wetenschap worden verricht tijdens eclipsen die vergelijkbaar is met of beter is dan wat we kunnen bereiken via ruimtemissies. Onze experimenten kunnen ook licht werpen op een al lang bestaande puzzel over het buitenste deel van de atmosfeer van de zon:de corona.

Het intense licht van de zon wordt tijdens een totale zonsverduistering door de maan geblokkeerd. Dit betekent dat we de zwakke corona van de zon met ongelooflijke helderheid kunnen waarnemen, vanaf afstanden heel dicht bij de zon tot verschillende zonnestralen. Eén straal is de afstand die overeenkomt met de helft van de diameter van de zon, ongeveer 696.000 km (432.000 mijl).

Het meten van de corona is buitengewoon moeilijk zonder een zonsverduistering. Er is een speciale telescoop voor nodig, een coronagraaf genaamd, die is ontworpen om direct licht van de zon te blokkeren. Hierdoor kan zwakker licht van de corona worden opgelost. De helderheid van eclipsmetingen overtreft zelfs coronagrafen in de ruimte.

Ook met een relatief klein budget kunnen we de corona waarnemen, vergeleken met bijvoorbeeld ruimtevaartmissies. Een hardnekkig raadsel over de corona is de waarneming dat deze veel heter is dan de fotosfeer (het zichtbare oppervlak van de zon). Als we ons van een heet object verwijderen, zou de omgevingstemperatuur moeten dalen en niet stijgen. Hoe de corona tot zulke hoge temperaturen wordt verwarmd, is een vraag die we zullen onderzoeken.

We hebben twee belangrijke wetenschappelijke instrumenten. De eerste hiervan is Cip (coronal imaging polarimeter). Cip is ook het Welshe woord voor 'blik' of 'snelle blik'. Het instrument maakt beelden van de corona van de zon met een polarisator.

Het licht dat we van de corona willen meten is sterk gepolariseerd, wat betekent dat het bestaat uit golven die in één geometrisch vlak trillen. Een polarisator is een filter dat licht met een bepaalde polarisatie doorlaat, terwijl het licht met andere polarisaties blokkeert.

Met de Cip-beelden kunnen we fundamentele eigenschappen van de corona meten, zoals de dichtheid ervan. Het zal ook licht werpen op fenomenen zoals de zonnewind. Dit is een stroom subatomaire deeltjes in de vorm van plasma (oververhitte materie) die voortdurend vanuit de zon naar buiten stroomt. Cip zou ons kunnen helpen bronnen in de atmosfeer van de zon te identificeren voor bepaalde zonnewindstromen.

Directe metingen van het magnetische veld in de atmosfeer van de zon zijn moeilijk. Maar de eclipsgegevens zouden ons in staat moeten stellen de fijnschalige structuur ervan te bestuderen en de richting van het veld te volgen. We zullen kunnen zien hoe ver magnetische structuren, grote "gesloten" magnetische lussen genoemd, zich vanaf de zon uitstrekken. Dit zal ons op zijn beurt informatie geven over grootschalige magnetische omstandigheden in de corona.

Het tweede instrument is Chils (coronale lijnspectrometer met hoge resolutie). Het verzamelt spectra met hoge resolutie, waarbij licht wordt gescheiden in de samenstellende kleuren. Hier zijn we op zoek naar een specifieke spectrale signatuur van ijzer dat door de corona wordt uitgezonden.

Het bestaat uit drie spectraallijnen, waar licht wordt uitgezonden of geabsorbeerd in een smal frequentiebereik. Deze worden elk gegenereerd bij een ander temperatuurbereik (in miljoenen graden), dus hun relatieve helderheid vertelt ons over de coronale temperatuur in verschillende regio's.

Het in kaart brengen van de temperatuur van de corona informeert geavanceerde, computergebaseerde modellen over zijn gedrag. Deze modellen moeten mechanismen bevatten voor de manier waarop het coronale plasma tot zulke hoge temperaturen wordt verwarmd. Dergelijke mechanismen kunnen bijvoorbeeld de omzetting van magnetische golven in thermische plasma-energie omvatten. Als we laten zien dat sommige regio's heter zijn dan andere, kan dit in modellen worden gerepliceerd.

De zonsverduistering van dit jaar vindt ook plaats in een tijd van verhoogde zonneactiviteit, waardoor we een coronale massa-ejectie (CME) konden waarnemen. Dit zijn enorme wolken van gemagnetiseerd plasma die vanuit de atmosfeer van de zon de ruimte in worden geschoten. Ze kunnen de infrastructuur in de buurt van de aarde aantasten en problemen veroorzaken voor vitale satellieten.

Veel aspecten van CME's worden slecht begrepen, inclusief hun vroege evolutie nabij de zon. Spectrale informatie over CME's zal ons in staat stellen informatie te verkrijgen over hun thermodynamica, en hun snelheid en uitzetting nabij de zon.

Onze eclipsinstrumenten zijn onlangs voorgesteld voor een ruimtemissie genaamd ‘maan-enabled solar occultation mission’ (Mesom). Het plan is om in een baan om de maan te draaien om frequentere en uitgebreidere waarnemingen van eclipsen te verkrijgen. Het wordt gepland als een missie van het UK Space Agency waarbij verschillende landen betrokken zijn, maar wordt geleid door University College London, de University of Surrey en Aberystwyth University.

We zullen ook beschikken over een geavanceerde commerciële 360-gradencamera om videobeelden te verzamelen van de eclips van 8 april en de waarnemingslocatie. De video is waardevol voor publieksevenementen, waar we het werk dat we doen onder de aandacht brengen, en helpt bij het genereren van publieke belangstelling voor onze lokale ster, de zon.

Aangeboden door The Conversation

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