Ce ne poate spune eclipsa despre câmpul magnetic al coronei?

Vizualizați videoclipul

Steaua oricărei eclipse de soare este, desigur, soarele. Iar eclipsele totale dau în centrul atenției atmosferei slabe și slabe a soarelui. Această regiune, numită corona, este în mod normal prea slabă pentru a fi observată direct. Dar cu luna blocând discul strălucitor al soarelui, corona apare la vedere.

Și priveliștea este uluitoare. Plasma fierbinte a coroanei este o tiara radiantă, în continuă schimbare, plină de bucle strălucitoare și spirale care se îndoaie, se leagănă și se rup. Uneori, una dintre acele bucle se rupe, trimițând material de înaltă energie care se ondula prin spațiu în ceea ce se numește ejecție de masă coronală sau CME. Atunci când sunt îndreptate spre Pământ, aceste explozii pot declanșa aurore – sau pot deteriora sateliții și pot distruge rețelele electrice.

Mișcarea particulelor încărcate, precum cele din plasma coroanei, este cea care creează câmpul magnetic care, la rândul său, coregrafiază acest dans dezordonat. Înțelegerea vieții interioare magnetice a soarelui este cheia pentru înțelegerea și prezicerea tendințelor dramatice ale coroanei. Dar, în mod surprinzător, deși câmpul magnetic de la suprafața soarelui este bine cunoscut, câmpul coroanei este atât de slab, încât abia dacă îl știm deloc.

„Pentru a înțelege pe deplin coroana, trebuie să înțelegeți câmpul magnetic”, spune Jenna Samra, studentă absolventă la fizică aplicată la Universitatea Harvard. „Este inima tuturor.”

Povestea continuă după videoclip

TEMPERAMENT ACCES DE FURIE Câmpul magnetic al soarelui este responsabil pentru izbucniri violente, cum ar fi ejecțiile de masă coronală (una dintre câteva prezentate în aproximativ cinci secunde în acest videoclip de mare viteză, filmat de nava spațială STEREO a NASA timp de câteva zile în aprilie 2013). STEREO/NASA

Ca prim pas, în timpul eclipsei din 21 august, Samra și alții vor observa coroana în lungimi de undă ale luminii infraroșii între 1 și 4 micrometri. Acestea sunt lungimile de undă emise atunci când un element greu precum magneziu, fier, sulf sau siliciu pierde un electron în plasma fierbinte din jurul său.

Câmpurile magnetice de diferite forțe fac ca acești electroni să se spiraleze în anumite moduri, iar această spirală schimbă orientarea luminii pe măsură ce se deplasează spre Pământ. În cele din urmă, pentru a sonda câmpul magnetic, oamenii de știință vor trebui să măsoare această orientare sau polarizare.

În timpul acestei eclipse, totuși, oamenii de știință vor fi mulțumiți să afle care lungimi de undă sunt cele mai bune instrumente de diagnosticare. Printre ei se vor număra Paul Bryans și Philip Judge de la Observatorul de înaltă altitudine de la Centrul Național de Cercetare Atmosferică (NCAR) din Boulder, Colorado. Împreună cu colegii lor, fizicienii solari vor transporta un spectrometru – un dispozitiv care împarte lumina soarelui în componenta sa. lungimi de undă – până la vârful Muntelui Casper din Wyoming în spatele unui camion.

„Întregul spectru infraroșu nu a fost niciodată dobândit înainte și acesta este unul dintre lucrurile pe care vrem să le facem”, spune Judge.

Samra va avea un alt spectrometru în infraroșu la o altitudine de 15 kilometri. Echipa ei, inclusiv consilierul ei Edward DeLuca, și instrumentul lor vor decola din apropiere de Chattanooga, Tennessee, cu un avion Gulfstream V deținut de Fundația Națională pentru Știință și operat de NCAR. Înălțimea suplimentară îi va aduce deasupra celei mai mari părți a apei din atmosfera Pământului, care absoarbe unele dintre lungimile de undă infraroșii de care sunt interesați. Zborul spre est în umbra lunii va extinde, de asemenea, puțin eclipsa – oferindu-le mai mult timp să colectează date. Echipa va avea patru minute în care Luna blochează în întregime soarele, în comparație cu 2½ minute pe teren.

Spectrul pe care aceste echipe îl măsoară în timpul eclipsei nu se va traduce imediat într-o măsurare a puterii sau formei câmpului magnetic. Dar va ajuta la identificarea lungimilor de undă care sunt cel mai ușor de observat. Aceasta, la rândul său, va pregăti scena pentru lucrările viitoarelor telescoape, cum ar fi telescopul solar Daniel K. Inouye, aflat în construcție în Maui, Hawaii, care va intra online în 2019.

„Jumătate din misiunea sa va fi să observe infraroșul și coroana, dar acum nu știm ce ar trebui să caute”, spune Judge. Măsurătorile făcute în timpul eclipsei din acest an vor ajuta la indicarea drumului.