Sončna tanka korona močno sije med popolnim sončnim mrkom.
(Slika: © Miloslav Druckmüller / Peter Aniol / Vojtech Rušin / Ľubomír Klocok / Karel Martišek / Martin Dietzel)
V Južni Ameriki se bodo milijoni oči usmerili v nebo, ko se bo Luna premikala pred soncem, da bi danes (2. julija) predstavila sončni mrk. Medtem ko bo skoraj celotna celina zagledala, da Luna zajema vsaj del sonca, bodo opazovalci neba v delih Čila in Argentine doživeli nekaj trenutkov dnevnega mraka, ko bo luna v popolnem sončnem mrku popolnoma zasenčila sonce.
Medtem ko se bo večina opazovalcev nebes pomirila v začudljivem pogledu, bodo nekateri usmerili še bolj kritičen in znanstven pogled na dogodek. Mrk se bo zgodil nad Medameriškim observatorijem Nacionalne fundacije za znanost (NSF) Cerro Tololo na severu Čila, kjer bo pet skupin znanstvenikov preučilo atmosfero sonca in Zemlje med mrkom, da bi dobili le težko vidna opažanja, ki so na voljo v bežnih trenutkih dnevne svetlobe.
"2. julija bo financiranje NSF omogočilo znanstvenikom, da izkoristijo dragoceno priložnost popolnega sončnega mrka, da bi preučevali sončno korono," je v izjavi dejal direktor programa NSF David Boboltz. Sonce bo pri teleskopu ostalo skrito 2 minuti in 6 sekund.
Medtem ko se Luna med delnimi sončnimi mrki, ki se pojavljajo v povprečju nekajkrat na leto, pred soncem pogosto premika, sonce med popolnim Sončevim mrkom popolnoma blokira. Razlika med popolnim sončnim mrkom in delnim mrkom, tudi ko je 99% sonca zakrita, je dramatična in lahko omogoči širši spekter znanstvenih eksperimentov. Ko je telo sonca popolnoma blokirano, postane vidna notranja korona vidna.
Korona je sestavljena iz izjemno vročih plinov, skrivnostno je bolj vroča od sončne površine. Kljub visoki temperaturi je zaradi svoje izrazite narave milijonkrat zatemnjen od vidnega sončnega telesa. Preučevanje korone lahko razkrije vpogled v vesoljsko vreme, ki ga ustvarja sonce, kar ima lahko pomembne učinke na Zemljo.
Poleg izvajanja dragocenih ved je vsaka skupina začrtala načrt širjenja mrka, v katerega bodo vključeni lokalni čilski in tuji študenti, amaterski astronomi in širša javnost.
Desetletni eksperiment
V devetdesetih letih prejšnjega stoletja je ameriški astronom Jay Pasachoff začel opazovalni program, ki od takrat naprej spremlja spreminjajoče se sonce. Z merjenjem trenutne barve, oblike in temperature v koroni znanstveniki upajo, da bodo izboljšali svoje razumevanje izbruhov in žarnic, ki prihajajo iz sonca.
Pasachoff, profesor astronomije na Williams College v Massachusettsu, je eden od treh moških, ki držijo rekord za opazovanje najbolj popolnih sončnih mrkov. Potoval je po svetu, da bi opazoval 70 sončnih mrkov, od tega skupno 34 sončnih mrkov.
"Vsak pogled na sonce med popolnim mrkom sonca - le nekaj minut na vsakih 18 mesecev - nam da drugačen nabor funkcij, ki jih moramo pogledati," je v izjavi dejal Pasachoff.
Opazovanja značilnosti sonca lahko pomagajo izboljšati naše razumevanje izlivov koronske mase (CME), izbruhov nabitih materialov, ki izvirajo iz sončne površine. Ko te grude potujejo navzven po vesolju, se lahko trčijo v planete, kot je Zemlja, in se medsebojno povezujejo z njihovimi magnetnimi polji. Leta 1859 je sončna nevihta, znana kot dogodek Carrington, povzročila električne šoke in kratke hlače vzdolž telegrafskih žic, celo omogočila, da so telegrafi izključeni iz napajanja. Podoben dogodek bi danes v daleč bolj elektronskem svetu lahko imel pomembne posledice.
Pasachoffova ekipa bo preučevala tudi velike koronalne strukture, znane kot stremerice, koničaste regije, ki se pojavljajo na večini slik korone. Ker se v letu 2019 popoln sončni mrk zgodi med razmeroma tihim delom 11-letnega cikla Sončevega delovanja, bo zagotovil redek pogled na sončne polarne plime, gnoje odprtih magnetnih polj, ki nastajajo na sončnem severnem in južnem polu.
"Veselim se tudi primerjave naših opažanj nad korono, ki smo jih posneli med mrkom ... in napovedmi, ki jih kolegi pred mrkom postavljajo na podlagi Sončevega magnetnega polja in sončnih pik v preteklem mesecu," je dejal Pasachoff. Napovedi in opažanja bodo združeni v računalniških slikah po zaključku mrka.
Temperatura sonca se spreminja tudi v 11-letnem ciklu. Z merjenjem pregretega železa v koroni bo ekipa lahko izmerila skupno temperaturo korone in preučila, kako se je spreminjalo skozi čas.
'Sončni veter šerpe'
Druga skupina raziskovalcev, znana kot "Sončni veter šerpe", bo preučevala sončno korono s treh različnih lokacij po Južni Ameriki. Ta skupina bo pod vodstvom astronoma Shadia Habbal z univerze Hawai'i preučevala sonce iz Cerro Tololo in dveh drugih lokacij v Argentini. Poleg povečanja možnosti, da bi lahko ob jasnem vremenu opazovali sonce, bo raziskovanje več krajev raziskovalcem omogočilo tudi merjenje sprememb v koronalni strukturi, ki se zgodijo v zelo majhnih časovnih okvirih.
Načrt ni nov. Habbajeva ekipa je uporabila podobno strategijo med popolnim Sončevim mrkom 21. avgusta 2017 nad ZDA. Njihov cilj je povečati nabor instrumentov, uporabljenih v opazovanjih, in preučiti različne valovne dolžine, ki še niso bile raziskane.
Astronomi načrtujejo uporabo več valovnih slik in spektroskopskih meritev, ki razbijejo svetlobo na njene komponentne valovne dolžine, da zaznajo kemično sestavo, temperaturo, gostoto, gibanje, ki ni povezano s toploto, in iztoke različnih delov korone. Vsak atribut bo proučen v bližini sončne površine, kjer se zgodi največja sprememba sončnega magnetnega polja in kjer se sončni veter in izlivi koronalne mase rojevajo in odtekajo od sonca.
Habbal je dejal, da je mrk edinstven, "ker se zgodi pozno popoldne in bo sonce na zelo majhni nadmorski višini. Prav tako je sonce blizu sončnega minimuma, zato bo porazdelitev struktur v sončni koroni drugačna kot pred dvema letoma . "
„Velik dosežek za državljansko znanost“
Tudi astronomi iz Japonskega nacionalnega astronomskega observatorija bodo postavili več postaj za preučevanje mrka. Ekipa Yoichiro Hanaoka bo izvajala opazovanja korone blizu površja, območja, ki ni vidno vesoljskim opazovalnicam, kot je Nasina opazovalnica za sončno in heliosferno energijo (SOHO) in observatorij za sončne zemeljske odnose (STEREO). S kombiniranjem zemeljskih slik s slikami, pridobljenimi iz vesolja, bodo Hanaoka in njegovi sodelavci lahko konstruirali celostno podobo korone.
Ekipa Hanaoke ne bo v celoti sestavljena iz profesionalcev.
"Sodelovali bomo z ljubiteljskimi opazovalci, ki bodo široko razširjeni po celotni poti mrka v Čilu in Argentini, da bomo organizirali opazovanja na več mestih," je dejal. Združevanje vseh teh opazovanj bo omogočilo pregled nad tem, kako se korona spreminja skozi čas. "To bo velik dosežek za državljansko znanost," je dejal Hanaoka.
Polarizacijski projekt
Magnetno polje korone in strukture znotraj njega igrajo temeljno vlogo v vesoljskem vremenu. Merjenje orientacije sončnega magnetnega polja vam lahko pomaga pri napovedih, kaj poganja vesoljske vremenske dogodke, kot so CME. Toda zanesljive meritve magnetnega polja ostajajo izziv.
Znanstveniki morajo za merjenje magnetnega polja sonca meriti polarizacijo svetlobe, ki prihaja iz sonca. Tako kot polarizirana sončna očala tudi polarizerji na sončnih teleskopih filtrirajo svetlobo, ki ne ustreza njihovi orientaciji.
"Z vrtenjem teh polarizerjev lahko sestavimo obliko magnetnega polja na soncu," pravi Paul Bryans, raziskovalec Univerzitetne korporacije za raziskave atmosfere, ki bo vodil projekt za preučevanje magnetnega polja sonca. "To nam bo pomagalo razumeti, katere vrste konfiguracij magnetnega polja lahko vodijo do eruptivnih dogodkov," je dejal.
Nazaj na Zemljo
Medtem ko bodo prve štiri ekipe NSF usmerile pogled na sonce, bo peta ohranila pogled trdno na Zemlji. Pod vodstvom Miquela Serra-Ricart-a, raziskovalca na Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) v Španiji, bo skupina raziskala spremembe temperature zemeljske atmosfere, zlasti ionosfere - zgornjega sloja, ki leži približno 50 do 600 milj ( 80 do 1.000 kilometrov) nad Zemljino površino - ko luna senca potuje nad opazovalnico.
"Popolni sončni mrk ustvarja široko, okroglo območje teme in močno zmanjšano sončno svetlobo, ki podnevi potuje po Zemljini atmosferi v razmeroma ozki poti," je dejal Serra-Ricart. "Njegov vpliv na intenzivnost sončnega sevanja je izjemno podoben tistemu, ki se zgodi ob sončnem vzhodu in sončnem zahodu, in ustvarja spremembe v Zemljini atmosferi, ki jih želimo izmeriti."
Skupina bo spremljala, kako in kako hitro pade temperatura v senci, ko je Zemlja popolnoma pokrita s soncem. Spremljali bodo tudi spremembe v ionosferi, da bodo bolje razumeli, kako vpliva na nočni radijski sprejem na dolge razdalje.
Čeprav bo lunina senca ustvarjala kratko nočno ionosfero, se bo razlikovala od običajnega večernega vzdušja.
"Lunova senca je na Zemlji razmeroma majhna in potuje z nadzvočno hitrostjo. Verjetno bo povzročila zanimive učinke, ki jih je mogoče zaznati na običajnih radijih ali majhnih sprejemnikih," je dejal Serra-Ricart.
To ne bo prvič, ko so jo iosfero preučevali med mrkom. Med mrkom leta 1999 nad Združenim kraljestvom so znanstveniki ljudi spodbudili k uporabi radia za spremljanje sprememb v zgornji atmosferi. Državljani znanstveniki, uglašeni v radijski postaji v Španiji, ki jo je mogoče zaznati v Veliki Britaniji, da bi ugotovili, koliko dlje so radijski valovi potovali med mrkom.
"Čeprav se ionosferski učinki sončnih mrkov preučujejo že več kot 50 let, ostaja veliko neodgovorenih vprašanj. V grobem vemo, kako se to zgodi, vendar ne natančno. Mrk bo raziskovalcem omogočil, da v skoraj realnem času preučijo postopek polnjenja in praznjenja. "
Opomba urednika: Če posnamete neverjetno sliko 2. julij 2019 popoln Sončev mrk in ga želite deliti z bralci Space.com, svoje fotografije, komentarje ter svoje ime in lokacijo pošljite na [email protected].
- Preganjanje sončnih mrkov: Vprašanja z Jayom Pasachoffom
- Tu so se naučili znanstveniki iz skupnih sončnih mrkov
- Skupni sončni mrki: kako pogosto se pojavijo (in zakaj)?
