Den totale solformørkelse i Nordamerika kunne kaste lys over et vedvarende puslespil om solen

En total solformørkelse finder sted den 8. april i hele Nordamerika. Disse begivenheder opstår, når månen passerer mellem solen og Jorden og blokerer fuldstændigt for solens ansigt. Dette kaster observatører ind i et mørke, der ligner daggry eller skumring.

Under den kommende formørkelse krydser helhedens vej, hvor observatører oplever den mørkeste del af månens skygge (umbraen), Mexico, buer mod nordøst gennem Texas, Midtvesten og kortvarigt ind i Canada, før den ender i Maine.

Totale solformørkelser forekommer omtrent hver 18. måned et eller andet sted på Jorden. Den sidste totale solformørkelse, der krydsede USA, fandt sted den 21. august 2017.

Et internationalt hold af videnskabsmænd, ledet af Aberystwyth University, vil udføre eksperimenter fra nær Dallas, på et sted i helhedens vej. Holdet består af ph.d. studerende og forskere fra Aberystwyth University, Nasa Goddard Space Flight Center i Maryland og Caltech (California Institute of Technology) i Pasadena.

Der er værdifuld videnskab, der skal udføres under formørkelser, der er sammenlignelig med eller bedre, end hvad vi kan opnå via rumbaserede missioner. Vores eksperimenter kan også kaste lys over et mangeårigt puslespil om den yderste del af solens atmosfære – dens korona.

Solens intense lys blokeres af månen under en total solformørkelse. Det betyder, at vi med en utrolig klarhed kan observere solens svage korona, fra afstande helt tæt på solen, ud til flere solradier. En radius er den afstand, der svarer til halvdelen af ​​solens diameter, omkring 696.000 km (432.000 miles).

Det er ekstremt svært at måle koronaen uden en formørkelse. Det kræver et specielt teleskop kaldet en koronagraf, der er designet til at blokere direkte lys fra solen. Dette tillader svagere lys fra koronaen at blive opløst. Klarheden af ​​formørkelsesmålinger overgår selv koronagrafier baseret i rummet.

Vi kan også observere coronaen på et relativt lille budget, sammenlignet med for eksempel rumfartøjsmissioner. Et vedvarende puslespil om koronaen er observationen af, at den er meget varmere end fotosfæren (solens synlige overflade). Når vi bevæger os væk fra en varm genstand, bør den omgivende temperatur falde, ikke stige. Hvordan koronaen opvarmes til så høje temperaturer er et spørgsmål, vi vil undersøge.

Vi har to videnskabelige hovedinstrumenter. Den første af disse er Cip (coronal imaging polarimeter). Cip er også det walisiske ord for "blik" eller "hurtigt blik". Instrumentet tager billeder af solens korona med en polarisator.

Det lys, vi ønsker at måle fra koronaen, er meget polariseret, hvilket betyder, at det består af bølger, der vibrerer i et enkelt geometrisk plan. En polarisator er et filter, der lader lys med en bestemt polarisering passere igennem det, mens det blokerer lys med andre polariseringer.

Cip-billederne giver os mulighed for at måle koronaens grundlæggende egenskaber, såsom dens tæthed. Det vil også kaste lys over fænomener som solvinden. Dette er en strøm af subatomare partikler i form af plasma - overophedet stof - der strømmer kontinuerligt udad fra solen. Cip kunne hjælpe os med at identificere kilder i solens atmosfære til visse solvindstrømme.

Direkte målinger af magnetfeltet i solens atmosfære er vanskelige. Men formørkelsesdataene skulle give os mulighed for at studere dens finskalastruktur og spore feltets retning. Vi vil være i stand til at se, hvor langt magnetiske strukturer kaldet store "lukkede" magnetiske sløjfer strækker sig fra solen. Dette vil igen give os information om storskala magnetiske forhold i koronaen.

Det andet instrument er Chils (koronalt højopløsningslinjespektrometer). Den opsamler højopløsningsspektre, hvor lyset adskilles i dets komponentfarver. Her leder vi efter en særlig spektral signatur af jern udsendt fra koronaen.

Den består af tre spektrallinjer, hvor lys udsendes eller absorberes i et snævert frekvensområde. Disse genereres hver især ved forskellige temperaturinterval (i millioner af grader), så deres relative lysstyrke fortæller os om koronaltemperaturen i forskellige områder.

Kortlægning af koronaens temperatur informerer avancerede, computerbaserede modeller om dens adfærd. Disse modeller skal indeholde mekanismer for, hvordan koronalplasmaet opvarmes til så høje temperaturer. Sådanne mekanismer kan for eksempel omfatte omdannelse af magnetiske bølger til termisk plasmaenergi. Hvis vi viser, at nogle områder er varmere end andre, kan dette kopieres i modeller.

Dette års formørkelse opstår også i en tid med øget solaktivitet, så vi kunne observere en koronal masseudstødning (CME). Det er enorme skyer af magnetiseret plasma, der slynges ud fra solens atmosfære ud i rummet. De kan påvirke infrastrukturen nær Jorden og forårsage problemer for vitale satellitter.

Mange aspekter af CME'er er dårligt forstået, herunder deres tidlige udvikling nær solen. Spektral information om CME'er vil give os mulighed for at få information om deres termodynamik og deres hastighed og ekspansion nær solen.

Vores formørkelsesinstrumenter er for nylig blevet foreslået til en rummission kaldet måneaktiveret solokkultationsmission (Mesom). Planen er at kredse om månen for at få hyppigere og længere observationer af formørkelse. Det er ved at blive planlagt som en UK Space Agency-mission, der involverer flere lande, men ledet af University College London, University of Surrey og Aberystwyth University.

Vi vil også have et avanceret kommercielt 360-graders kamera til at indsamle video af 8. april formørkelsen og observationsstedet. Videoen er værdifuld til offentlige opsøgende begivenheder, hvor vi fremhæver det arbejde, vi udfører, og hjælper med at skabe offentlig interesse for vores lokale stjerne, solen.

Leveret af The Conversation

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.