Fly, satellitter og ballonger! Hvordan forskere vil se formørkelsen 2017

Introduksjon

Formørkelse blomst

Den totale solformørkelsen 21. august gir forskere over hele landet en spesiell mulighet - en sjanse til å få detaljerte observasjoner av solens atmosfære.



Forskere har allerede organisert en landsomfattende kampanje for å samle enorme mengder data i løpet av få minutter med total formørkelse. I mange tilfeller vil disse teamene sammenligne observasjonene sine med observasjonene fra NASA -romfartøyet.

Denne lysbildeserien er et utvalg av noen av de mange vitenskapsprosjektene som pågår. [ Total solformørkelse 2017: Når, hvor og hvordan du ser det (trygt) ]

Fra jorden: bakken og himmelen

formørkelse

Mark Kolbe/Getty

Den totale solformørkelsen vil gå fra Oregon til Sør -Carolina, og gi forskere over hele landet en unik mulighet til å engasjere seg. NASA kommer til å støtte flere studier fra bakken og himmelen, ved bruk av ballonger og fly samt bakkebaserte instrumenter.

Formørkelsen vil gi lagene sjansen til å se nedre deler av solens ytre atmosfære, som er kjent som koronaen - en region som vanligvis ikke er synlig. Koronaen er ganske mystisk. For eksempel vet forskere fremdeles ikke hvorfor det er så mye varmere enn resten av solen. Å knekke disse og andre mysterier kan hjelpe forskere med å gjøre bedre spådommer om romvær, som kan påvirke jorden.

Fra jorden: Studerer koronaen

formørkelse

Williams College Eclipse Expedition - Jay M. Pasachoff, Muzhou Lu og Craig Malamut

NASA sponser flere prosjekter som vil se på koronaen. Disse inkluderer:

  • Citizen Science Approach to Measuring the Polarization of the Solar Corona (ledet av Padma Yanamandra-Fisher, senior forsker ved Space Science Institute i Rancho Cucamonga, California). Denne innsatsen vil kartlegge elektronfordelingen i den indre solkoronaen, noe som kan bidra til å avsløre hvorfor koronaen er så mye varmere enn soloverflaten. Dette gjøres i forbindelse med et borgervitenskapelig prosjekt kalt Citizen CATE (som diskuteres senere i denne lysbildeserien).
  • Studerer Corona i infrarøde og synlige bølgelengder (ledet av Philip Judge, seniorforsker ved High Altitude Observatory i Boulder, Colorado). Dette prosjektet vil vise korona i synlige og nær-infrarøde bølgelengder, som forventes å gi bedre innsikt i romvær.
  • Måling av infrarød solcorona (ledet av Paul Bryans, prosjektforsker ved National Corporation for Atmospheric Research). Dette vil studere infrarødt lys fra koronaen fra første gang. Målet er å bedre forstå solens magnetfelt.
  • Utforske fysikken til det koronale plasmaet gjennom bildespektroskopi (ledet av Shadia Habbal, en solfysiker ved University of Hawaii Institute for Astronomy i Honolulu). Dette prosjektet vil bilde koronaen i flere forskjellige bølgelengder, for bedre å forstå koronaens temperatur, sammensetning og partikkelhastigheter.
  • Testing av en polarisasjonssensor for måling av temperatur og strømningshastighet i Solar Corona (ledet av Nat Gopalswamy, en stabsforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Maryland). Dette teamet vil se på koronaen ved hjelp av et nytt polarisasjonskamera, som har tusenvis av små polarisasjonsfiltre i stedet for den typiske designen som setter ett polarisatorfilter gjennom tre vinkler for hver bølgelengde. Hvis kameraet fungerer vellykket, kan dette være en forbedring for fremtidige koronaobservasjoner.

Fra jorden: Virkninger på jordens atmosfære

formørkelse

NASA

NASA vil se på hvordan jordens atmosfære endres når solens stråling faller under formørkelsen. Dette vil bli gjort med prosjekter over hele USA, inkludert:

  • Solformørkelse-induserte endringer i ionosfæren over det kontinentale USA (ledet av Phil Erickson, assisterende direktør for Massachusetts Institute of Technology's Haystack Observatory i Westford, Massachusetts). Forstyrrelser i ionosfæren - et stort lag som ligger mellom 75 og 1000 kilometer over jorden - kan utløses når formørkelser skaper atmosfæriske gravitasjonsbølger (som er forskjellige fra gravitasjonsbølger som skapes i rommet ved akselerasjon av massive kosmiske objekter.) Dette teamet vil bruke 6000 bakkesensorer og data fra NASAs satellittoppdrag fra Thermosphere Ionosphere Mesosphere Energetics and Dynamics.
  • Land and Atmospheric Responses to the Total Solar Eclipse 2017 (ledet av Bohumil Svoma og Jeffrey Wood fra University of Missouri i Columbia). Dette teamet vil bruke bakkeinstrumenter og værballonger for å se hvordan den nedre atmosfæren og landet under reagerer på solformørkelsen. Planter og været kan reagere annerledes enn under en normal solnedgang, siden solens lys vil forsvinne tre ganger raskere, sa forskere.
  • Kvantifisere bidragene til ioniseringskilder på ionosfæren (ledet av Bob Marshall, spesialist på fjernmåling ved University of Colorado Boulder). Dette prosjektet vil overvåke radiobølgesendinger for å se hvordan stråling i ionosfæren påvirkes under en formørkelse.
  • Studerer jordens atmosfære under en formørkelse ovenfra og under (ledet av Guoyong Wen, en jordforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Maryland). Dette prosjektet vil se på hvordan solformørkelsen påvirker stråling som rammer jordens atmosfære og overflate. Teammedlemmer vil bruke to instrumenter - et spektrometer (som viser hvor mye lys som er tilgjengelig i en bestemt bølgelengde) og et pyranometer (som måler hvor mye solstråling som kommer mot overflaten). Dette vil bli knyttet til data fra oppdrag i verdensrommet.
  • Empirisk guidet solformørkelsesmodellering av jordens ionosfære (ledet av Greg Earle, en forsker innen romfartsinstrumentering ved Virginia Tech i Blacksburg). Målet er å lære hvordan ionosfæren endres med tilgjengelig sollys, ved hjelp av radiosendere og mottakere over hele USA.

Fra ballonger

formørkelse

NASA

En ballong er mye billigere enn et romfartøy og kan fremdeles fly over det meste av Jordens uklare atmosfære . Under formørkelsen vil flere ballongforsøk se på solen og månens skygge på jorden. NASA Space Grant støtter også et formørkelsesballongprosjekt, der studenter på mer enn 50 steder vil starte ballongflyging i høyde mellom Oregon og South Carolina.

Fra fly

formørkelse

NASA/Færøyene/SwRI

NASA vil sende to WB-57F forskningsstråler 50.000 fot (15.000 meter) til himmelen 21. august, og få et glimt av solens ytre atmosfære gjennom tvillingteleskoper på nesen til disse romfartøyene. Prosjektet vil også ta de første termiske bildene av Merkur noensinne, og kartlegge temperaturendringer på planetens overflate. Teleskopene på jetflyene vil kunne se formørkelsen i 3,5 minutter, lenger enn noen på bakken. Prosjektet ledes av Amir Caspi, en astrofysiker ved Southwest Research Institute i Colorado.

Fra verdensrommet

formørkelse

NASA

NASA har en flåte av jordobserverende romfartøy som overvåker klimaendringer og hjelper til med katastrofehjelp, blant andre oppgaver. Mange av dem vil bli midlertidig repurponert for formørkelsesobservasjoner 21. august NASAs Terra- og Aqua -satellitter, og NASA -kameraet ombord på National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Deep Space Climate Observatory vil se på jorden under den totale solformørkelsen, og kartlegge alt fra temperaturendringer til endringer i det lokale været. Formørkelsen blir fanget av NASA/NOAA Suomi National Polar-orbiting Partnership og GOES-16 satellitter.

Det er også en rekke romfartøy som studerer solen, hovedsakelig for å overvåke solværet og hvordan det påvirker jorden. Her er hva hver av dem skal gjøre under formørkelsen:

  • Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)/NASA Hinode: Ser på korona- og røntgenstrålene fra soloverflaten.
  • NASAs Solar Dynamics Observatory (SDO): Ser på koronaen.
  • NASAs Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS): Dette romfartøyet vil se flere måneoverganger foran solen. Spesialiteten vil være å se på den nedre atmosfæren i solen (kromosfæren) samt avbildning av hele soldelen.
  • European Space Agency (ESA)/NASA Solar and Heliospheric Observatory (SOHO): Dette romfartøyet vil bare se koronaen under formørkelsen. SOHO kan lage kunstige formørkelser ved hjelp av et instrument som kalles en koronagraf.
  • NASAs Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO): Det eneste STEREO -romfartøyet i kommunikasjon (oppdraget hadde opprinnelig to) vil være på den andre siden av solen og vil bare se koronaen, men fra et helt annet perspektiv.

Fra verdensrommet, del 2: Månen

formørkelse

NASA

NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) har lenge gitt høyoppløselige bilder av månen, noe som har tillatt forskere å kartlegge månens skygge på jorden i enestående detaljer. Vi kan nå forutsi hvor helheten vil falle, ikke bare basert på hvor månen går, men formen på disken (som påvirkes av fjell og daler). Under formørkelsen vil LRO se månens skygge på jorden.

Fra verdensrommet, del 3: Astronaututsikter

formørkelse

Randy Bresnik / Twitter /NASA

Astronauter på den internasjonale romstasjonen vil være så heldige å se formørkelsen tre ganger, og vil observere den trygt ved hjelp av spesielle briller og kamerafiltre som allerede er på stasjonen. De vil observere totaliteten to ganger (andre gang over det kontinentale USA), og i det tredje løpet vil de se en delvis formørkelse som dekker 85 prosent av solen.

Fra offentligheten: GLOBE Observer

Formørkelse

NASA

Uansett hvor du står på helhetens vei, vil du garantert se noen endringer i skyene, lufttemperaturen og på overflaten. Målet med dette prosjektet er at enkeltpersoner (også ikke-forskere) skal samle observasjoner og deretter sende dem til en database som forskere vil bruke for å lære mer om atmosfærens endringer under en formørkelse. Du kan lese mer om hvordan du engasjerer deg her: https://www.globe.gov/web/eclipse/overview

Fra offentligheten: HamSCI (Virginia Tech/New Jersey Institute of Technology)

formørkelse

NASA

Amatørradiooperatører over hele landet vil forene seg for å studere ionosfæren og hvordan den endres når en formørkelse pågår. Ionosfæren påvirker forplantningen av radiobølger, spesielt ved svært lave frekvenser. Du kan lese mer om hvordan du engasjerer deg her: http://www.hamsci.org/basic-project/2017-total-solar-eclipse