Astronomii au analizat eclipsa de anul trecut. Iată ce au învățat

LEESBURG, Va. — Astronomii care urmăreau eclipsa de soare din 2017 din sol și din aer au asistat la caracteristici noi și tentante ale atmosferei exterioare a soarelui.

Trei echipe au prezentat recent primele lor rezultate științifice de la Marea Eclipsă Americană. Combinate, descoperirile ar putea ajuta la dezlegarea puzzle-urilor solare persistente, cum ar fi modul în care exploziile de plasmă părăsesc soarele, de ce atmosfera exterioară, coroana solară, este atât de bine organizată și care este natura câmpului magnetic al coroanei.

În timp ce mii de observatori ai eclipselor s-au adunat în toată țara în august anul trecut, înarmați cu ochelari și camere speciale, fizicienii solari Adalbert Ding și Shadia Habbal și colegii lor au înființat un spectrometru special conceput în Mitchell, Ore. (Acesta a fost unul dintre cele patru site-uri de la care echipa lor) a monitorizat eclipsa.) Echipa a folosit o versiune anterioară a instrumentului, care preia lungimi de undă specifice de lumină care pot urmări diferite temperaturi coronale, pentru a urmări o eclipsă de soare în martie 2015 din Svalbard, Norvegia.

Atât în ​​2015, cât și în 2017, oamenii de știință au observat dovezi ale unor stropi relativ reci de gaz încorporate în plasma fierbinte în coroana exterioară. (Suprafața soarelui fierbe la aproximativ 6000 ° Celsius, dar corona sa se prăjește la milioane de grade – și nimeni nu știe de ce.) Ding, de la Institutul de Optică și Fizică Atomică din Berlin, și Habbal, de la Universitatea din Hawaii din Honolulu , a măsurat lungimile de undă ale luminii emise de atomi și particulele încărcate numite ioni din coroană, ca proxy pentru căldura plasmei.

Spre uimirea cercetătorilor, ei au văzut bucăți de plasmă în timpul ambelor eclipse care mențineau temperaturi de până la 20.000 ° C încorporate în material din coroană care era fierbinte până la 3,7 milioane de grade Celsius, a spus Ding la Summit-ul Trienal Pământ-Soare pe 23 mai. „Am fost foarte surprinși”, spune Ding. El crede că materialul mai rece poate fi prins în bule de plasmă și nu poate ieși. „Lucru uimitor este că supraviețuiesc.”

Echipa a măsurat, de asemenea, deplasarea Doppler a materialului solar, sau schimbarea lungimii de undă pe măsură ce materialul s-a deplasat către sau departe de Pământ. Schimbările au sugerat că oamenii de știință au surprins o bulă uriașă de plasmă erupând de pe suprafața soarelui și fugind în spațiu în 2015. (SN Online: 16/06/17). La acea vreme, ei credeau că a vedea o astfel de explozie, numită ejecție de masă coronală, era doar noroc.

Dacă da, norocul lor a avut loc pentru eclipsa din 2017. Cercetătorii nu au terminat încă de procesat toate datele, dar rezultatele preliminare au arătat că atomii de hidrogen și heliu neîncărcați fug de soare până la 3,5 raze solare de la marginea discului luminos al soarelui, la viteze de aproximativ 600 de kilometri pe secundă.

Într-o altă discuție de la întâlnire, fizicianul solar Amir Caspi de la Southwest Research Institute din Boulder, Colorado, a prezentat rezultate dintr-un alt punct de vedere: o aeronavă WB-57F care zboară la aproximativ 15 kilometri în altitudine.

Echipa lui Caspi încerca să vadă semne ale undelor magnetice numite unde Alfvén care se ondula prin coroana exterioară. Simulările cu plasmă din coroană „te conduc la acest lucru cu aspect de velcro, o mizerie încâlcită”, a spus Caspi. „De fapt, nu asta vedem.” Valurile Alfvén ar putea netezi mârâitul, ceea ce ar putea explica de ce materialul de acolo este atât de bine organizat (SN Online: 17.08.17). În plus, undele pot contribui la misterioasa încălzire coronală. Așadar, colegii lui Caspi au zburat cu telescoape pe o pereche de avioane NASA de mare altitudine în timpul eclipsei pentru a căuta aceste valuri.

Rezultatele au fost mixte, admite Caspi, în parte pentru că telescoapele nu au fost concepute pentru acest tip de știință. NASA le-a însărcinat inițial să monitorizeze lansările navetei pentru probleme după naveta spațială Columbia dezastru din 2003 (SN: 2/8/03, str. 83).

„Misiunea noastră a fost prima încercare de a le folosi pentru astronomie”, spune Caspi.

Telescoapele au văzut o mișcare în coroană care ar fi putut fi valuri – sau ar fi putut fi agitată de la mișcarea avioanelor. „Sunt tentanți, cu siguranță nu sunt întâmplători”, a spus Caspi. „Dar nu știm încă dacă acesta este un artefact al corecțiilor pe care a trebuit să le facem sau dacă acest lucru este într-adevăr pe soare.”

Echipa a capturat, de asemenea, o imagine a coroanei în lungimi de undă în infraroșu, despre care cercetătorii cred că este prima imagine de acest gen. În cele din urmă, astfel de măsurători în infraroșu ar putea ajuta oamenii de știință să măsoare câmpul magnetic al coroanei, care guvernează cea mai mare parte a comportamentului coroanei, dar nu a fost niciodată măsurat direct (SN Online: 16.08.17).

Într-un alt experiment, fizicianul solar Jenna Samra de la Universitatea Harvard și colegii ei au căutat anumite lungimi de undă în infraroșu în coroană, care se așteptau să fie suficient de strălucitoare pentru a fi văzute de la sol.

Echipa a măsurat cinci lungimi de undă, dintre care una nu a mai fost văzută până acum, relatează echipa în 1 aprilie. Scrisori din jurnalul astrofizic. Fizicianul solar și coautor al studiului Philip Judge de la Observatorul de înaltă altitudine din Boulder a prezis în 1998 că acele lungimi de undă, care sunt deosebit de sensibile la câmpul magnetic, ar trebui să fie vizibile în coroană. Rezultatele pot ajuta la planificarea observațiilor viitoare cu telescopul solar Daniel K. Inouye, aflat în prezent în construcție în Maui, Hawaii.

Judge și alți membri ai echipei au observat eclipsa de la Casper, Wyo. și au văzut unele dintre aceleași lungimi de undă (SN Online: 21.08.17), deși apa din atmosfera Pământului a absorbit o parte din lumină.

Samra a observat însă eclipsa dintr-un avion, un avion Gulfstream V la o altitudine de 14,3 kilometri. „A fost o experiență unică. Nu l-aș schimba”, spune ea. „Dar în acest moment a fost terifiant, sincer.”