Pilnīga Saules aptumsuma laikā spoži spīd saules saule.
(Attēls: © Miloslavs Druckmüller / Pēteris Aniols / Vojtech Rušin / Ľubomír Klocok / Karel Martišek / Martin Dietzel)
Dienvidamerikā miljoniem acu uzmanība tiks vērsta uz debesīm, mēness virzoties saules priekšā, lai šodien (2. jūlijā) parādītu saules aptumsumu. Kaut arī gandrīz visā kontinentā būs redzams, ka mēness sedz vismaz daļu saules, debesu vērotāji Čīles un Argentīnas daļās pieredzēs dažus dienas krēslas mirkļus, jo mēness pilnībā izdzēš sauli pilnīgā saules aptumsumā.
Bet, lai gan vairums debesu vērotāju iemērksies bailes iedvesmojošajā redzeslokā, daži pievērsīs notikumam kritiskāku, zinātnisku uzmanību. Aptumsums notiks virs Nacionālā zinātnes fonda (NSF) Cerro Tololo Amerikas Amerikas observatorijas Čīles ziemeļdaļā, kur piecas zinātnieku grupas aptumsuma laikā pētīs saules un Zemes atmosfēru, lai iegūtu grūti uztveramus novērojumus, kas ir pieejami tikai dienasgaismas tumsas īslaicīgajos brīžos.
"2. jūlijā NSF finansējums ļaus zinātniekiem izmantot vērtīgo pilnīga saules aptumsuma iespēju izpētīt saules koronu," paziņojumā sacīja NSF programmas direktors Deivids Boboltzs. Saule pie teleskopa paliks paslēpta 2 minūtes un 6 sekundes.
Kaut arī mēness bieži pārvietojas pret daļu saules, daļēju saules aptumsumu laikā, kas notiek vidēji pāris reizes gadā, kopējā saules aptumsuma laikā saule ir pilnībā bloķēta. Atšķirība starp kopējo Saules aptumsumu un daļēju aptumsumu, pat ja 99% saules ir pasargāti, ir dramatiska un var atļaut plašāku zinātnisko eksperimentu klāstu. Kad saules ķermenis ir pilnībā bloķēts, kļūst redzama nenotveramā iekšējā korona.
Korona, kas sastāv no ārkārtīgi karstām gāzēm, ir noslēpumaini karstāka nekā saules virsma. Neskatoties uz augsto temperatūru, tās mēles rakstura dēļ tas miljoniem reižu ir blāvāks par redzamo saules ķermeni. Pētot koronu, var atklāt ieskatu par saules radītajiem kosmosa laikapstākļiem, kam var būt būtiska ietekme uz Zemi.
Papildus vērtīgu zinātnes darbu veikšanai katra komanda ir aprakstījusi aptumšošanas plānu, iesaistot vietējos Čīles un ārvalstu studentus, amatieru astronomus un plašu sabiedrību.
Gadu desmitiem ilgs eksperiments
Deviņdesmitajos gados amerikāņu astronoms Džejs Pasakofs sāka novērotāju programmu, kas kopš tā laika turpina uzraudzīt mainīgo sauli. Izmērot koronas pašreizējo krāsu, formu un temperatūru, zinātnieki cer uzlabot viņu izpratni par izvirdumiem un straumēm, kas nāk no saules.
Masačūsetsas Viljamsas koledžas astronomijas profesors Pasakofs ir viens no trim vīriešiem, kuriem ir rekords, novērojot visvairāk saules aptumsumus. Viņš ir apceļojis pasauli, lai novērotu 70 Saules aptumsumus, no tiem 34 Saules aptumsumi.
"Katrs saules ieskats kopējā saules aptumsuma laikā - tikai dažas minūtes ik pēc 18 mēnešiem - dod mums atšķirīgu funkciju kopumu, ko apskatīt," teikts Pasakofa paziņojumā.
Saules īpašību novērojumi var palīdzēt uzlabot mūsu izpratni par koronālo masu izmešanu (CME), uzlādēta materiāla izvirdumiem, kas izplūst no Saules virsmas. Tā kā šie salikumi pārvietojas kosmosā uz āru, tie var sadurties ar tādām planētām kā Zeme un mijiedarboties ar to magnētiskajiem laukiem. 1859. gadā saules superzvaigzne, kas pazīstams kā Carrington notikums, izraisīja elektriskās strāvas triecienus un šortus gar telegrāfa vadiem, pat ļaujot darbam telegrāfiem, kas atvienoti no barošanas avota. Līdzīgam notikumam šodien daudz elektroniskākā pasaulē varētu būt ievērojamas sekas.
Pasachoff komanda pētīs arī lielās korona struktūras, kas pazīstamas kā straumētāji - smaili reģioni, kas parādās lielākajā daļā korona attēlu. Tā kā 2019. gada kopējais Saules aptumsums notiek samērā klusā saules 11 gadu darbības cikla laikā, tas sniegs retu skatu uz saules polārajiem plūdiem - atvērtu magnētisko lauku kušķiem, kas izveidoti saules ziemeļu un dienvidu polos.
"Es ceru arī salīdzināt mūsu novērojumus par koronu, kas veikts aptumsuma laikā ... ar prognozēm, kuras kolēģi izdara pirms aptumsuma, pamatojoties uz Saules magnētisko lauku un saules punktiem iepriekšējā mēnesī," sacīja Pasachoff. Pēc aptumsuma beigām prognozes un novērojumi tiks apvienoti datora attēlos.
Saules temperatūra mainās arī 11 gadu cikla laikā. Izmērot pārkarsētu dzelzi koronā, komanda varēs izmērīt kopējo koronas temperatūru, lai izpētītu, kā tā laika gaitā ir mainījusies.
'Saules vēja šerpas'
Otra pētnieku grupa, kas pazīstama kā “Saules vēja šerpas”, pētīs saules koronu no trim dažādām vietām visā Dienvidamerikā. Havaju universitātes astronoma Shadia Habbal vadībā šī grupa pētīs sauli no Cerro Tololo un divām citām vietām Argentīnā. Papildus tam, ka palielinās izredzes novērot sauli skaidrā laikā, vairāku vietu atrašana pētniekiem ļaus izmērīt arī koronālās struktūras izmaiņas, kas notiek ļoti mazos laika periodos.
Plāns nav jauns. Habbai komanda līdzīgu stratēģiju izmantoja 2017. gada 21. augusta kopējā saules aptumsuma laikā Amerikas Savienotajās Valstīs. Viņu mērķis ir palielināt novērojumos izmantoto instrumentu komplektu un izpētīt dažādus viļņu garumus, kas vēl nav izpētīti.
Lai noteiktu ķīmisko sastāvu, temperatūru, blīvumu, ar karstumu nesaistītu kustību un dažādu korona daļu aizplūšanu, astronomi plāno izmantot daudzviļņu attēlveidošanu un spektroskopiskos mērījumus, kas sadala gaismu tā sastāvdaļu viļņu garumos. Katrs atribūts tiks pētīts netālu no Saules virsmas, kur notiek vislielākās Saules magnētiskā lauka izmaiņas un kur dzimst un no saules izplūst Saules vēja un koronālās masas izgrūšanas.
Habbals sacīja, ka aptumsums ir unikāls ", jo tas notiek vēlu pēcpusdienā un saule būs ļoti zemā augstumā. Arī saule ir tuvu saules minimumam, tāpēc struktūru sadalījums saules koronā būs atšķirīgs nekā pirms diviem gadiem . "
'Liels sasniegums pilsoņu zinātnei'
Japānas Nacionālās astronomiskās observatorijas astronomi arī uzstādīs vairākas stacijas, lai izpētītu aptumsumu. Yoichiro Hanaoka komanda veiks novērojumus koronā, kas atrodas tuvu virsmai - reģionam, kas nav redzams kosmosa observatorijām, piemēram, NASA Saules un Heliosfēras observatorijai (SOHO) un Saules zemes sauszemes attiecību observatorijai (STEREO). Apvienojot uz zemes esošos attēlus un no kosmosa iegūtos attēlus, Hanaoka un viņa kolēģi varēs izveidot pilnīgu koronas attēlu.
Hanaoka komandu pilnībā nesastādīs profesionāļi.
"Mēs gatavojamies sadarboties ar amatieru novērotājiem, kas ir plaši izplatīti pa kopējo aptumsuma ceļu Čīlē un Argentīnā, lai organizētu novērojumus vairākās vietās," viņš teica. Apvienojot visus šos novērojumus, tiks sniegts ieskats, kā laika gaitā mainās korona. "Tas būs liels sasniegums pilsoņu zinātnei," sacīja Hanaoka.
Polarizējošs projekts
Koronas magnētiskajam laukam un tajā esošajām struktūrām ir galvenā loma kosmosa laika apstākļos. Saules magnētiskā lauka orientācijas mērīšana var palīdzēt prognozēt, kas virza kosmosa laika apstākļus, piemēram, CME. Bet uzticami magnētiskā lauka mērījumi joprojām ir izaicinājums.
Lai izmērītu saules magnētisko lauku, zinātniekiem jāmēra no saules ienākošās gaismas polarizācija. Tāpat kā polarizētās saulesbrilles, saules teleskopu polarizētāji filtrē gaismu, kas neatbilst to orientācijai.
"Rotējot šos polarizatorus, mēs varam salikt saules magnētiskā lauka formu," saka Pols Braians, Atmosfēras pētījumu universitātes korporācijas pētnieks, kurš vadīs projektu saules magnētiskā lauka izpētei. "Tas mums palīdzēs saprast, kāda veida magnētiskā lauka konfigurācijas var izraisīt erupējošus notikumus," viņš teica.
Atpakaļ uz Zemes
Kamēr pirmās četras NSF komandas pievērsīs acis saulei, piektās stingri uzturēs skatu uz Zemes. Spānijas institūta Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) pētnieka Miquel Serra-Ricart vadībā komanda pētīs Zemes atmosfēras temperatūras izmaiņas, jo īpaši jonosfēru - augšējo slāni, kas atrodas apmēram 50 līdz 600 jūdzes ( 80 līdz 1000 kilometru augstumā virs Zemes virsmas - mēness ēnai pārvietojoties virs observatorijas.
"Kopējais Saules aptumsums rada plašu, apaļu tumsas zonu un ievērojami samazinātu saules gaismu, kas dienas laikā pa Zemes atmosfēru pārvietojas samērā šaurā ceļā," sacīja Serra-Rikarts. "Tā ietekme uz saules radiācijas intensitāti ir ārkārtīgi līdzīga tai, kas notiek saullēktā un saulrietā, un tā rada izmaiņas Zemes atmosfērā, kuru vēlamies izmērīt."
Komanda izsekos, cik daudz un cik ātri temperatūra pazeminās ēnā, kad Zemi pilnībā pārklāj saule. Viņi arī izsekos izmaiņas jonosfērā, lai labāk izprastu, kā tas ietekmē nakts tālsatiksmes radio uztveršanu.
Lai arī mēness ēna radīs īsu nakts laikā līdzīgu jonosfēru, tā atšķirsies no parastās vakara atmosfēras.
"Mēness ēna uz Zemes ir salīdzinoši maza un pārvietojas virsskaņas ātrumā. Tas, iespējams, radīs dažus interesantus efektus, kurus varētu noteikt parastajos radioaparātos vai mazos uztvērējos," sacīja Serra-Rikarts.
Šī nebūs pirmā reize, kad aptumsuma laikā jonosfēra tiek pētīta. 1999. gada Apvienotās Karalistes aptumsuma laikā zinātnieki mudināja cilvēkus izmantot radio, lai izsekotu atmosfēras augšējās daļas izmaiņām. Pilsoņu zinātnieki noregulēja radio staciju Spānijā, kas bija nosakāma Apvienotajā Karalistē, lai noteiktu, cik tālu radioviļņi mēroja aptumsuma laikā.
"Lai arī saules aptumsumu jonosfēras ietekme ir pētīta vairāk nekā 50 gadus, joprojām paliek daudz neatbildētu jautājumu. Aptuveni mēs zinām, kā tas notiek, bet ne precīzi. Aptumsums pētniekiem dos iespēju gandrīz reālā laikā pārbaudīt uzlādēšanas un uzlādēšanas procesu. "
Redaktora piezīme: Ja jūs uzņemat pārsteidzošu attēlu 2019. gada 2. jūlijā kopējais Saules aptumsums un vēlētos to koplietot ar Space.com lasītājiem, nosūtiet savus fotoattēlus, komentārus un savu vārdu un atrašanās vietu uz e-pastu [email protected].
- Pakaļdzīšanās Saules aptumsumiem: Jautājumi un atbildes ar Jay Pasachoff
- Lūk, ko zinātnieki ir iemācījušies no kopējā saules aptumsuma
- Kopējais saules aptumsums: cik bieži tie notiek (un kāpēc)?
