Наука NASA під час повного сонячного затемнення в серпні

Кожного разу, коли Місяць закриває Сонце під час повного сонячного затемнення, небосхил темніє, відкриваючи ефірну зовнішню атмосферу Сонця — корону. Це створює нові можливості для глибшого розуміння нашої зірки та її впливу на Землю.

12 серпня, під час наступного повного сонячного затемнення, яке пройде над Гренландією, Ісландією та Іспанією, наукові команди, профінансовані NASA, будуть переслідувати тінь Місяця за допомогою висотного літака та наукових повітряних куль, щоб дослідити динаміку Сонця та те, як тимчасове затемнення неба впливає на нашу атмосферу.

"З нашої унікальної перспективи на Землі під час повного сонячного затемнення вчені можуть вивчати корону Сонця так, як ми не можемо з жодної іншої точки в сонячній системі", — зазначила Келлі Коррек, менеджер програми затемнень в штаб-квартирі NASA у Вашингтоні. "Сонце впливає на наше повсякденне життя, супутники та астронавтів у космосі, і ми можемо скористатися цим моментом, щоб поглибити наше розуміння цього впливу."

У носовій частині дослідного літака NASA WB-57 розміщено комплект з чотирьох камер, які будуть знімати високоякісні зображення корони в кількох різних спектрах видимого та інфрачервоного світла. Ці камери, розроблені командою NASA Scientifically Calibrated In-Flight Imagery (SCIFLI) в Ланглі, штат Вірджинія, зможуть захоплювати не менше 20 зображень на секунду, фіксуючи структури, викиди та швидкі зміни в короні під час затемнення.

Вчені сподіваються отримати більше інформації про формування промінців (сонячного матеріалу, що зависає над поверхнею Сонця), краще зрозуміти корону та її нагрівання до майже мільйона градусів, а також дослідити, як матеріал у короні пов'язаний із сонячним вітром, що простягається від Сонця по всій сонячній системі.

Переслідуючи тінь Місяця, літак зможе продовжити час спостереження за короною. На землі максимальний час спостереження за короною становитиме дві хвилини 18 секунд. Але летячи вздовж шляху затемнення зі швидкістю 460 миль на годину, літак зможе спостерігати корону майже три хвилини.

NASA WB-57 буде літати на висоті 50 000 футів, вище будь-яких хмар, які можуть закрити вид на корону з землі. Ця висота також дозволяє камерам спостерігати деякі інфрачервоні спектри, які поглинаються нижніми шарами атмосфери перед тим, як досягти поверхні, і корона раніше спостерігалася в цих спектрах лише кілька разів.

Прилад, відомий як SCIFLI Multispectral Airborne Imager, або SAMI, також брав участь у спостереженнях під час повного сонячного затемнення 8 квітня 2024 року, надаючи цінні зображення та інформацію про корону. Однак головний дослідник дослідження, Амір Каспі з Південно-західного дослідницького інституту в Боулдері, штат Колорадо, зазначає, що кожне повне сонячне затемнення відкриває нові можливості для вивчення корони.

"Сонце постійно змінюється", — сказав Каспі. "Кожне затемнення унікальне. Тому ми можемо побачити те, чого раніше не спостерігали. І ми вчимося з кожного затемнення, як краще спостерігати наступне."

Команда Каспі також вносить деякі покращення для кампанії 2026 року на основі отриманих уроків у 2024 році. Наприклад, команда відрегулює час експозиції, щоб краще фіксувати яскраві елементи, які були перенасиченими на зображеннях 2024 року. Вони також скористаються програмним забезпеченням, розробленим з моменту 2024 року, для швидшої обробки та аналізу даних.

Експеримент фінансується програмою NASA Heliophysics Low Cost Access to Space.

Коли повне сонячне затемнення раптово затемнює денне небо, наша атмосфера змінюється в способи, які ми ще повністю не розуміємо.

Науковий проект Nationwide Eclipse Ballooning, підтримуваний NASA і очолюваний Анджелою Де Жарденс з Університету штату Монтана, відправляє студентів з кількох університетів США до Ісландії та Іспанії для запуску наукових куль перед, під час і після затемнення, щоб краще зрозуміти ці зміни.

В Ісландії дві команди запустять у загальному 80 куль, починаючи за 18 годин до затемнення і закінчуючи через вісім годин після нього, щоб дослідити, як затемнення впливає на "пограничний шар" Землі, частину атмосфери, що безпосередньо контактує з поверхнею. Товщина пограничного шару змінюється залежно від таких факторів, як температура поверхні та вологість повітря.

Попередні запуски куль під час сонячних затемнень у жовтні 2023 року та квітні 2024 року показали, що пограничний шар зменшувався в товщині в місцях з ясним небом, але не там, де були хмари. Вчені цікавляться, чи буде це інакше в Ісландії у 2026 році. Зміни в пограничному шарі обумовлені добовим циклом. Однак в Ісландії в серпні дні довгі, а ночі короткі, тому впливи нічного часу можуть бути не такими сильними, як у 2023 або 2024 роках.

"Чи зможе це затемнення зменшити пограничний шар?" — запитав Метью Бернардс, професор хімічного інженерії в Університеті Айдахо, який очолює одну з команд в Ісландії.

В Іспанії три команди з куль запустять у загальному шість куль з камерами на 360 градусів, щоб зобразити тінь затемнення з висоти. Ці кулі також включатимуть прилади для вимірювання рівнів озону в атмосфері, який потребує сонячного світла для формування. Подібні експерименти з кулями показали, що рівень озону зменшувався під час тотальності в квітні 2024 року. Вчені цікавляться, чи будуть відмінності під час цього затемнення, особливо оскільки воно відбудеться в пізніший час доби та в інший сезон.

Хоча повне сонячне затемнення не буде видно в США, деякі регіони країни зможуть спостерігати часткове сонячне затемнення.