Jemná koróna slnka svieti počas úplného zatmenia slnka jasne.
(Obrázok: © Miloslav Druckmüller / Peter Aniol / Vojtech Rušin / Ľubomír Klocok / Karel Martišek / Martin Dietzel)
V Južnej Amerike sa milióny očí obrátia na oblohu, keď sa Mesiac pohybuje pred slnkom a predstavuje zatmenie Slnka dnes (2. júla). Kým takmer celý kontinent uvidí pokrývku Mesiaca aspoň v časti slnka, skywatchers v častiach Čile a Argentíny zažijú niekoľko okamihov denného súmraku, keď Mesiac úplne zatmie Slnko v úplnom zatmení Slnka.
Ale zatiaľ čo väčšina skywatcherov bude nasiaknutá očami inšpirujúcimi úctou, niektorí obrátia na udalosť kritickejšie vedecké oko. Zatmenie sa uskutoční cez medziamerické observatórium Národnej vedeckej nadácie (NSF) Cerro Tololo v severnom Čile, kde päť tímov vedcov počas zatmenia študuje atmosféru slnka a Zeme, aby bolo možné získať len ťažko pozorovateľné pozorovania. v prchavých chvíľach dennej tmy.
„Financovanie NSF 2. júla umožní vedcom využiť vzácnu príležitosť úplného zatmenia Slnka na štúdium slnečnej koróny,“ uviedol vo svojom vyhlásení riaditeľ programu NSF David Boboltz. Slnko zostane na ďalekohľade 2 minúty a 6 sekúnd skryté.
Kým sa Mesiac často pohybuje pred časťou slnka počas čiastočných zatmení Slnka, ktoré sa vyskytujú v priemere niekoľkokrát do roka, Slnko je počas úplného zatmenia Slnka úplne zablokované. Rozdiel medzi úplným zatmením Slnka a čiastočným zatmením, aj keď je 99% slnka tienené, je dramatický a môže umožniť širší rozsah vedeckých experimentov. Keď je telo slnka úplne zablokované, nepolapiteľný vnútorný korón bude viditeľný.
Tvorená z extrémne horúcich plynov je koróna záhadne teplejšia ako slnečný povrch. Napriek svojej vysokej teplote je vďaka svojej jemnej povahe miliónkrát slabšia ako viditeľné telo slnka. Štúdium koróny môže odhaliť poznatky o vesmírnom počasí generovanom slnkom, ktoré môže mať výrazný vplyv na Zem.
Každý tím okrem vykonávania hodnotnej vedy načrtol plán zásahu zatmenia s účasťou miestnych čílskych a zahraničných študentov, amatérskych astronómov a širokej verejnosti.
Desaťročný experiment
V 90. rokoch začal americký astronóm Jay Pasachoff pozorovací program, ktorý odvtedy monitoruje meniace sa slnko. Meraním súčasnej farby, tvaru a teploty koróny vedci dúfajú, že zlepšia svoje porozumenie erupciám a stuhám, ktoré pochádzajú zo slnka.
Pasachoff, profesor astronómie na Williams College v Massachusetts, je jedným z troch mužov, ktorí držia rekord v pozorovaní najúplnejších zatmení Slnka. Cestoval svetom, aby pozoroval 70 zatmení Slnka, z toho 34 zatmení Slnka celkom.
„Každý pohľad na slnko počas úplného zatmenia Slnka - iba pár minút každých 18 mesiacov - nám poskytuje inú sadu funkcií, na ktorú sa treba pozrieť,“ uviedol vo vyhlásení Pasachoff.
Pozorovanie vlastností Slnka môže pomôcť zlepšiť naše chápanie ejekcií koronálnej hmoty (CME), erupcií nabitého materiálu chrliaceho sa zo slnečného povrchu. Keď sa tieto zhluky pohybujú smerom von vo vesmíre, môžu sa zrážať s planétami ako Zem a interagovať s ich magnetickými poľami. V roku 1859 spôsobila slnečná superstorm známa ako udalosť v Carringtone elektrické šoky a šortky pozdĺž telegrafných drôtov, dokonca umožnila fungovanie telegrafov odpojených od ich napájania. Podobná udalosť dnes v oveľa elektronickejšom svete by mohla mať výrazné následky.
Tím Pasachoff bude tiež študovať veľké koronálne štruktúry známe ako fáborky, špičaté oblasti, ktoré sa vyskytujú na väčšine obrazov koróny. Pretože úplné zatmenie Slnka nastane počas relatívne pokojnej časti 11-ročného cyklu slnečnej činnosti, poskytne zriedkavý pohľad na slnečné polárne oblaky, trsy otvorených magnetických polí vytvárané na slnečných severných a južných póloch.
„Teším sa aj na porovnanie našich pozorovaní koróny, ktoré sa urobili počas zatmenia ... s predpoveďami, ktoré kolegovia urobili pred zatmením, na základe magnetického poľa a slnečných škvŕn Slnka za predchádzajúci mesiac,“ uviedol Pasachoff. Po ukončení zatmenia sa predpovede a pozorovania spoja do počítačových obrazov.
Teplota slnka sa tiež mení v priebehu 11-ročného cyklu. Meraním prehriateho železa v koróne bude tím schopný zmerať celkovú teplotu koróny a študovať, ako sa v priebehu času menilo.
„Solar Wind Sherpas“
Druhý tím vedcov známych ako „Šerpy slnečného vetra“ bude študovať slnečnú korónu z troch rôznych miest v Južnej Amerike. Táto skupina, ktorú vedie astronómka Shadia Habbal z University of Hawai'i, bude študovať slnko z Cerro Tololo a dvoch ďalších miest v Argentíne. Okrem zvýšenia šancí na pozorovanie slnka za jasného počasia bude mať viac pracovísk tiež možnosť merať zmeny v koronálnej štruktúre, ku ktorým dochádza vo veľmi malých časových intervaloch.
Plán nie je nový. Habbaiho tím použil podobnú stratégiu počas úplného zatmenia Slnka nad Spojenými štátmi 21. augusta 2017. Ich cieľom je rozšíriť súbor nástrojov používaných pri pozorovaniach a študovať rôzne vlnové dĺžky, ktoré ešte neboli študované.
Astronómovia plánujú používať zobrazovacie a spektroskopické merania s viacerými vlnovými dĺžkami, ktoré lámu svetlo na jeho jednotlivé vlnové dĺžky, na zisťovanie chemického zloženia, teploty, hustoty, pohybu nesúvisiaceho s teplom a odtokov rôznych častí koróny. Každý atribút sa študuje v blízkosti slnečného povrchu, kde dochádza k najväčšej zmene v solárnom magnetickom poli a kde dochádza k vyhadzovaniu slnečného vetra a koronálnych hmôt a ich odhadzovaniu zo slnka.
Habbal uviedol, že zatmenie je jedinečné „pretože sa vyskytuje neskoro popoludní a slnko bude vo veľmi nízkej nadmorskej výške. Slnko je tiež blízko minima slnečného žiarenia, takže distribúcia štruktúr v slnečnej koróne sa bude líšiť od pred dvoma rokmi . "
„Veľký úspech pre občiansku vedu“
Astronómovia z Národného astronomického observatória Japonska zriadia aj niekoľko staníc na štúdium zatmenia. Tím Yoichiro Hanaoka bude vykonávať pozorovania koróny blízko povrchu, čo je oblasť, ktorá nie je viditeľná pre vesmírne observatóriá, ako je observatórium slnečných a helioférických observatórií NASA (SOHO) a observatórium slnečných terestrických vzťahov (STEREO). Kombináciou pozemných snímok s obrázkami získanými z vesmíru bude Hanaoka a jeho kolegovia schopní zostaviť úplný obraz koróny.
Tím Hanaoka nebude kompletne zložený z profesionálov.
"Budeme spolupracovať s amatérskymi pozorovateľmi, široko rozšírenými po celej ceste zatmenia v Čile a Argentíne, aby sme zorganizovali pozorovania na viacerých miestach," uviedol. Kombinácia všetkých týchto pozorovaní poskytne pohľad na to, ako sa koróna mení v priebehu času. „Bude to obrovský úspech pre občiansku vedu,“ uviedla Hanaoka.
Projekt polarizácie
Magnetické pole koróny a jej štruktúry hrajú v kozmickom počasí zásadnú úlohu. Meranie orientácie solárneho magnetického poľa môže pomôcť pri predpovedi toho, čo riadi udalosti kozmického počasia, ako sú CME. Výzvou však zostáva spoľahlivé meranie magnetického poľa.
Na meranie magnetického poľa Slnka musia vedci merať polarizáciu svetla vychádzajúceho zo Slnka. Rovnako ako polarizované slnečné okuliare, polarizátory slnečných teleskopov filtrujú svetlo, ktoré nezodpovedá ich orientácii.
„Rotáciou týchto polarizátorov dokážeme spojiť tvar magnetického poľa na slnku,“ hovorí Paul Bryans, výskumník z University Corporation for Atmospheric Research, ktorý povedie projekt k štúdiu slnečného magnetického poľa. „Pomôže nám to pochopiť, aké typy konfigurácií magnetického poľa môžu viesť k eruptívnym udalostiam,“ uviedol.
Späť na Zemi
Zatiaľ čo prvé štyri tímy NSF obrátia svoje oči k slnku, piaty udržiava výhľad pevne na Zemi. Tím vedený Miquel Serra-Ricart, výskumný pracovník na Institututo de Astrofísica de Canarias (IAC) v Španielsku, bude tím skúmať zmeny teploty zemskej atmosféry, najmä ionosféry - vrchnej vrstvy, ktorá leží asi 50 až 600 míľ ( 80 až 1 000 kilometrov) nad zemským povrchom - keď sa mesačný tieň prechádza cez observatórium.
„Úplné zatmenie Slnka produkuje širokú, okrúhlu oblasť tmy a značne znížené slnečné svetlo, ktoré prechádza cez zemskú atmosféru v relatívne úzkej ceste počas dňa,“ povedal Serra-Ricart. „Jeho vplyv na intenzitu slnečného žiarenia je pozoruhodne podobný tomu, čo sa deje pri východe a západe slnka a vytvára zmeny v zemskej atmosfére, ktorú chceme merať.“
Tím bude sledovať, koľko a ako rýchlo teplota klesá v tieni, keď je Zem úplne zakrytá slnkom. Budú tiež sledovať zmeny v ionosfére, aby lepšie pochopili, ako to ovplyvňuje nočný diaľkový rozhlasový príjem.
Aj keď tieň mesiaca vytvára krátku nočnú ionosféru podobnú nočnej atmosfére, líši sa od bežnej večernej atmosféry.
„Tieň Mesiaca je na Zemi relatívne malý a cestuje nadzvukovou rýchlosťou. Pravdepodobne bude mať niekoľko zaujímavých efektov, ktoré možno zistiť na bežných rádiách alebo malých prijímačoch,“ povedal Serra-Ricart.
Nebude to prvýkrát, čo sa ionosféra študovala počas zatmenia. Počas zatmenia Spojeného kráľovstva v roku 1999 vedci nabádali ľudí, aby pomocou rádia sledovali zmeny hornej atmosféry. Občania vedci naladili na rozhlasovú stanicu v Španielsku, ktorú je možné zistiť v Spojenom kráľovstve, aby určili, o koľko ďalej rádiové vlny cestovali počas zatmenia.
„Aj keď sa ionosférické účinky zatmení Slnka skúmali už viac ako 50 rokov, zostáva mnoho nezodpovedaných otázok. Zhruba vieme, ako sa to deje, ale nie presne. Zatmenie dá vedcom šancu preskúmať proces nabíjania a vybíjania takmer v reálnom čase. "
Poznámka editora: Ak snímate úžasný obrázok Úplné zatmenie Slnka 2. júla 2019 a chceli by ste ho zdieľať s čitateľmi Space.com, poslať svoje fotografie, komentáre a vaše meno a polohu na [email protected].
- Naháňa zatmenia slnka: Otázky a odpovede s Jayom Pasachoffom
- Tu je to, čo sa vedci naučili z úplného zatmenia Slnka
- Úplné zatmenie slnka: Ako často sa vyskytujú (a prečo)?
