De unde vine vântul solar? Eclipsa poate oferi răspunsuri

Soarele nu își poate ține mâinile pentru el însuși. Un flux constant de particule încărcate se îndepărtează de soare cu sute de kilometri pe secundă, lovind planetele vulnerabile în calea sa.

Acest baraj se numește vântul solar și a avut un rol direct în modelarea vieții în sistemul solar. Se crede că a îndepărtat o mare parte din atmosfera lui Marte (SN: 29.04.17, str. 20). Pământul este protejat de o soartă similară doar prin câmpul său magnetic puternic, care ghidează vântul solar în jurul planetei.

Dar oamenii de știință nu înțeleg câteva detalii cheie ale modului în care funcționează vântul. Are originea într-o zonă în care suprafața soarelui se întâlnește cu atmosfera sa. La fel ca vânturile de pe Pământ, vântul solar are rafale – se deplasează cu viteze diferite în zone diferite. Este cel mai rapid în regiunile în care atmosfera soarelui, corona, este întunecată. Vânturile trec pe lângă aceste găuri coronare cu 800 de kilometri pe secundă. Însă vântul bate cu doar aproximativ 300 de kilometri pe secundă peste fire întinse, ascuțite, numite streamers coronali, care dau coroanei aspectul ei de coroană. Nimeni nu știe de ce vântul este volubil.

SPAȚIU LIBER Găurile coronale precum aceasta imaginea de către Observatorul de dinamică solară al NASA în mai 2014 sunt regiuni cu puțină plasmă, așa că par întunecate la anumite lungimi de undă. Deși par goale, găurile sunt acolo unde vântul solar este cel mai puternic. SDO/NASA

Eclipsa de soare din 21 august le oferă astronomilor o oportunitate ideală de a surprinde vântul solar în acțiune în coroana interioară. Un grup, Nat Gopalswamy de la Centrul de Zboruri Spațiale Goddard al NASA din Greenbelt, Md., și colegii săi, vor testa o nouă versiune a unui instrument numit polarimetru, construit pentru a măsura temperatura și viteza electronilor care părăsesc Soarele. Măsurătorile vor începe aproape de suprafața soarelui și se vor extinde până la aproximativ 5,6 milioane de kilometri, sau de opt ori mai mult decât raza soarelui.

„Ar trebui să putem detecta copilul vântul solar”, spune Gopalswamy.

Instalat la un liceu din Madras, Oregon, polarimetrul va separa lumina care a fost polarizată sau a avut câmpul electric organizat într-o singură direcție, de lumina al cărei câmp electric oscilează în tot felul de direcții. Deoarece electronii împrăștie lumina polarizată mai mult decât lumina nepolarizată, această observație le va oferi oamenilor de știință o perspectivă asupra a ceea ce fac electronii și, prin extensie, a ceea ce face vântul solar – cât de repede curge, cât de cald este și chiar unde. vine din.

Gopalswamy și colegii săi vor face, de asemenea, imagini în patru lungimi de undă diferite de lumină, ca o altă măsurătoare a vitezei și temperaturii. Cartografierea vântului solar rapid și lent aproape de suprafața soarelui poate oferi indicii despre modul în care sunt accelerate.

vântul solar
FLUX CONSTANT Această imagine îmbunătățită a vântului solar, luată de Observatorul Relațiilor Solare Terestre (STEREO) al NASA, arată particule încărcate care curg departe de soare și pătrund în sistemul solar. Craig DeForest, SwRI

Echipa a încercat o versiune anterioară a acestui instrument în timpul unei eclipse din 1999 în Turcia. Dar acel instrument le-a cerut cercetătorilor să răsfoiască trei filtre de polarizare diferite pentru a capta toate informațiile pe care le doreau. Trecerea prin filtre folosind o roată întoarsă manual a fost lentă și neplăcută – o problemă când totalitatea, perioada în care luna blochează complet soarele, durează doar aproximativ două minute.

Polarimetrul îmbunătățit al echipei este proiectat astfel încât să poată colecta simultan date prin toate cele trei filtre și în patru lungimi de undă de lumină. „Principala cerință este că trebuie să luăm aceste imagini cât mai aproape în timp posibil, astfel încât corona să nu se schimbe de la o perioadă la alta”, spune Gopalswamy. O expunere va dura între 2 și 4 secunde, plus o așteptare de 6 secunde între filtre. Asta va oferi echipei aproximativ 36 de imagini în total.

Gopalswamy și echipa sa au testat pentru prima dată acest instrument în Indonezia pentru eclipsa de soare din martie 2016. „Experimentul a eșuat din cauza lipsei de cooperare din partea naturii”, spune Gopalswamy. „Cu zece minute înainte de eclipsă, ploaia a început să cadă.”

Anul acesta, au ales Madras pentru că, din punct de vedere istoric, este locul cel mai puțin acoperit de nori de pe calea eclipsei. Dar încă își încrucișează degetele pentru cer senin.