Raziskovalci bodo uporabili kamere, nameščene na dveh Nasinih raziskovalnih letalih WB-57, da bi naredili premikajoča se opazovanja sončne korone z visoko ločljivostjo - eterične vžigalice žarečega plina v najbolj zunanji sončni atmosferi, ki postanejo vidne šele med sončnim mrkom.
Medtem ko bodo opazovalci na tleh doživeli do dve uri in pol popolnosti (ko luna popolnoma zasenči sonce), bo skupina, ki jo je financirala NASA pod vodstvom Amirja Caspija, sončnega astrofizika iz raziskovalnega inštituta Southwest v Boulderju, Kolorado, bo s curki podaljšal obdobje popolnosti na več kot 7 minut, kar bo omogočilo opazovanje sončne korone brez primere.
Celo biti potnik v NASA-jevih letalih zahteva posebno usposabljanje, zato astrofiziki ne bodo leteli z instrumenti. Vendar bodo svoj eksperiment spremljali v živo prek satelita, ko letali lovijo senco Lune nad Missourijem, Illinoisom in Tennesseejem na višini popolnega Sončevega mrka. Krma v živo bo na voljo tudi javnosti na spletu.
Lunova senca se prehitro premika, da bi se celo letali ustavili, zato bodo piloti leteli v skrbno izračunani formaciji, ki bo maksimalno izkoristila čas popolnosti, pri čemer je drugi curek lovil lov le nekaj sekund pred popolnostjo prvega curka. Po mnenju raziskovalcev se koncu izteka.
"Čeprav so na razdalji 100 kilometrov in letijo s približno 750 kilometri na uro, bodo morali svoj let izvesti dovolj dobro, da bodo v približno 10 sekundah na položaju, ki ga potrebujejo," je Caspi povedal Live Science.
Vroče od sonca
Slike z visoko ločljivostjo, ki jih curki zajamejo med mrkom, bodo raziskovalcem dali edinstven gibljiv pogled na sončno korono. Upajo, da bo osvetlila glavno skrivnost korone: Zakaj je toliko bolj vroče kot površina sonca?
"Sončna korona je pri temperaturi milijonov stopinj, vidna površina sonca - fotosfera pa le nekaj tisoč stopinj," je dejal Caspi. "Tovrstna temperaturna inverzija je nenavadna. Če bi termodinamika delovala v klasičnem smislu, kakršnega smo vajeni, potem te inverzije ne bi dobili in temperatura bi padla, ko bi se višali."
Caspi in njegovi sodelavci upajo, da bodo njihova opažanja razkrila zelo fine dinamične značilnosti sončne korone, morda v obliki valovanja ali valov, ki bi lahko razkrili procese v sončevem magnetnem polju, ki naj bi tanko korono ohranili toliko bolj vročo kot sončno površino.
Drugi pomemben cilj je iskanje razlage za velike vidne strukture v koroni, je dejal Caspi.
"Ko pogledate korono, vidite te zelo dobro strukturirane zanke, arkade, oboževalce in stremerje," je dejal. "Stvar je v tem, da so zelo gladki in dobro organizirani, in izgleda kot sveže česana glava las."
Toda magnetna polja, ki oblikujejo korono, izvirajo iz zelo kaotične površine sonca, ki naj bi gladke strukture korone zasukala v zapleteno preprogo, je dejal Caspi.
Toda "vse te strukture ostajajo stabilne in zelo dobro organizirane, zato corona nenehno sprošča majhne koščke zapletenosti, da bi ostala tako dobro organizirana," je dejal, "in tudi ne razumemo, kako se ta proces dogaja. "
Pogled z višine
Caspi je pojasnil, da ima opazovanje sončnega mrka z višine 15.000 m nad 50.000 čevljev veliko prednosti pred opazovanji s tal.
Nasi letali bodo leteli precej nad vsakim oblakom in večino ozračja, ki obdaja zemljo, kar zagotavlja popolno vreme v letnem času, ko lahko opazovalci mrkov na tleh pričakujejo okoli 50-odstotno oblačno pokrivanje, je dejal.
Tanko ozračje in položaj sonca in lune, ki sta skoraj neposredno nad glavo, bodo popačenje zmanjšali na minimum, kar bo teleskopom in kameram na letalu omogočilo beleženje zelo drobnih podrobnosti v strukturi sončeve korone, je dejal.
"V bistvu imamo v vsakem pogledu boljšo občutljivost," je dejal Caspi. "Dobivamo boljšo kakovost slike, opazujemo daljši čas, manj razpršene svetlobe - zato imamo večjo občutljivost za vse stvari, na katere poskušamo gledati na toliko različnih načinov."
Nasini raziskovalni letali WB-57 so se v šestdesetih letih začeli izvajati kot bombniki B-57 Canberra. Letala so nato ameriške zračne sile prilagodile za spremljanje vremena in jih uporabile za zbiranje vzorcev zraka z visoko atmosfero po domnevnih jedrskih testih, poroča NASA.
Letala so odtlej prenovili in jih opremili s kompletom izpopolnjenih instrumentov in senzorjev, vključno s stabiliziranimi kamerami z visoko ločljivostjo v nosu letala, ki lahko snemajo vidno in infrardečo svetlobo pri 30 sličicah na sekundo.
Caspi je dejal, da je NASA sistem kamer razvil za spremljanje vesoljskih potnikov med ponovnim vstopom v atmosfero, kot previdnost pri nesreči leta 1986 v katastrofiranju vesoljskega letala v Kolumbiji.
Caspi je dejal, da bo popolni Sončev mrk 21. avgusta prvič uporabil NASA-jeve curke in njegove kamere za astronomijo.
"Torej, razen da smo res neverjeten del znanosti, upamo, da bo ta eksperiment pokazal uspešnost in potencial te platforme za prihodnja astronomska opazovanja," je dodal.
Najbližja zvezda
Caspi je dejal, da bodo prihodnja opažanja lahko osvetlila nekatere dolgotrajne skrivnosti o naši najbližji zvezdi in astrofizikom omogočila boljše razumevanje, kako se je oblikoval naš osončje. Raziskava bi znanstvenikom lahko celo predstavila, kako se drugi sistemi planetov tvorijo okoli oddaljenih zvezd.
"Evolucijo sončnega sistema delno poganjajo ti vetrovi, ki prihajajo iz zvezde, in odpihnejo veliko prahu stran od notranjega osončja, zato je to eden od razlogov, da se kamniti planeti tvorijo blizu in plinski velikani ponavadi oblikujte dlje, "je dejal Caspi.
Poleti v mrk bodo raziskovalcem nudili tudi redko priložnost, da s teleskopi in kamerami na letalih opazujejo planet Merkur, je dejal Caspi. Imeli bodo tudi priložnost iskati neugledne vulkanoidne asteroide, za katere obstaja teorija, da obstajajo med Merkurjem in soncem.
Caspi je pojasnil, da bodo reaktivne kamere namenjene opazovanju najglobljega planeta našega osončja, ki bo med mrklom viden na zatemnjenem nebu približno pol ure pred polno uro in pol ure.
Slike z visoko ločljivostjo živega srebra, posnete v infrardeči svetlobi, bi planetarnim znanstvenikom omogočile, da preučijo površino planeta okoli terminatorja zore, kjer Merkurjeva hladno mrzla noč vdre v svoj pekoč in vroč dan, da bi izvedeli več o materialu, ki sestavljajo površino.
"Dnevna stran živega srebra je pekoča pri 750 stopinjah F (400 stopinj C), nočna stran pa je hladno hladna pri minus 250 stopinjah F (minus 156 stopinj C), toda ne vemo, koliko časa treba je preiti od vročega do hladnega. "
Z uporabo infrardeče svetlobe bodo znanstveniki lahko izmerili lastnosti zemlje na planetu, ne le na površini, temveč celo nekaj centimetrov pod površjem, kar bi raziskovalcem lahko pomagalo ugotoviti, iz česa je narejena in kako gosta je , je dodal.
"Ta opažanja so prva tovrstna opažanja, ki jih poznamo, da bi poskušali narediti infrardeči toplotni zemljevid živega srebra," je dejal Caspi.
