Team bruger luftbårne teleskoper til at studere Sol og Merkur under total solformørkelse

Et hold ledet af Southwest Research Institute vil bruge luftbårne teleskoper ombord på NASA-forskningsfly til at studere solkoronaen og Mercurys overflade under sommerens totale solformørkelse. Observationerne den 21. august vil give de klareste billeder til dato af Solens ydre atmosfære og forsøge de første "termiske billeder" nogensinde af overfladetemperaturvariationer på Merkur.

Totale solformørkelser er unikke muligheder for videnskabsmænd til at studere den varme atmosfære over Solens synlige overflade. Det svage lys fra koronaen bliver normalt overmandet af intense emissioner fra selve Solen. Under en total formørkelse, imidlertid, Månen blokerer genskin fra den lyse solskive og gør himlen mørkere, gør det muligt at observere de svagere koronale emissioner.

"Ved at lede efter højhastighedsbevægelser i solkoronaen, vi håber at forstå, hvad der gør det så varmt. Det er millioner af grader celsius, hundredvis af gange varmere end den synlige overflade nedenfor, " sagde Dr. Amir Caspi, hovedforsker af projektet og seniorforsker i SwRI's Boulder, Colorado, kontor. "Ud over, koronaen er en af ​​de største kilder til elektromagnetiske storme her på Jorden. Disse fænomener skader satellitter, forårsage strømafbrydelser, og forstyrrer kommunikation og GPS-signaler, så det er vigtigt at forstå dem bedre."

Hvorfor er Solens ydre atmosfære så meget varmere end dens overflade? Måske bærer Solens magnetfelt energi ind i koronaen og omdanner den til varme. Eller måske frigiver nanoflammer eller nanojets – eksplosioner eller udbrud, der er for små og talrige til at se individuelt – konstant små mængder energi, der tilsammen opvarmer hele koronaen. Holdet vil bruge højhastighed, high-definition video af corona at lede efter hurtigt, sammenhængende bevægelser, der kunne hjælpe med at løse dette puslespil. Projektet kan også kaste lys over et andet spørgsmål:hvorfor de magnetiske strukturer i koronaen er relativt glatte og stabile.

"Det magnetiske felt danner velorganiserede sløjfer og arkader i den nedre korona, såvel som store, vifteformede strukturer, der strækker sig ud til mange solradier, " sagde Dr. Craig DeForest, en medforsker også fra SwRI's Boulder-kontor. "Disse strukturer bliver konstant kværnet og sammenfiltret af bevægelsen af ​​selve soloverfladen. Så hvorfor virker koronaen altid velorganiseret, som et nyligt klippet hår, og ikke snerret eller matteret?"

Fra to af NASAs WB-57 forskningsfly, holdet vil observere koronaen under formørkelsen ved hjælp af stabiliserede teleskoper med følsomme, høj hastighed, synligt lys og infrarøde kameraer ved 50, 000 fod. Denne høje højde giver klare fordele i forhold til jordbaserede observationer.

"At være over vejret garanterer perfekte observationsforhold, mens vi er over mere end 90 procent af Jordens atmosfære giver os meget bedre billedkvalitet end på jorden, " sagde en anden SwRI medforsker, Dr. Constantine Tsang. "Denne mobile platform giver os også mulighed for at jage formørkelsesskyggen, giver os over 7 minutters helhed mellem de to fly, sammenlignet med kun 2 minutter og 40 sekunder for en stationær observatør på jorden."

Dette er de første astronomiske observationer for WB-57'erne. Sydlig forskning, som ligger i Birmingham, Alabama, byggede Airborne Imaging and Recording Systems ombord og arbejder sammen med det videnskabelige team for at opgradere deres DyNAMITE-teleskoper på begge fly med solfiltre og forbedrede dataoptagere.

"Denne luftbårne platform giver os også højere kvalitet, billeder med højere hastighed, end der kan opnås fra nuværende eller tidligere rumbårne instrumenter, " sagde Caspi. "Det fremhæver potentialet i WB-57 platformen for fremtidige astronomiske observationer."

Eclipse observationer giver også holdet en unik mulighed for at studere Merkur, planeten tættest på Solen. Kviksølv er svært at observere, fordi det normalt skylles ud af den lyse daghimmel, eller forvrænget af atmosfæren nær horisonten i tusmørket.

"Vi planlægger at måle kviksølv i det infrarøde, i næsten mørke, og gennem meget lidt atmosfære, " sagde Tsang. Forskere håber at bruge infrarøde målinger til at beregne overfladetemperaturer over hele planetens natside. "Hvordan temperaturen ændrer sig over overfladen giver os information om de termofysiske egenskaber af Merkurs jord, ned til et par centimeters dybde, noget, der aldrig er blevet målt før."