Prisiregistruokite gauti CNN Wonder Theory mokslo informacinį biuletenį. Tyrinėkite visatą su naujienomis apie įdomius atradimus, mokslo pažangą ir dar daugiau.

CNN
—

Užtemimai kelia baimę ir suburia žmones stebėti nuostabų dangaus reiškinį, tačiau šie kosminiai įvykiai taip pat leidžia mokslininkams atskleisti Saulės sistemos paslaptis.

Metu Visiškas saulės užtemimas Balandžio 8 d., kai Mėnulis laikinai užtemdys Saulės veidą Iš milijonų žmonių akių Meksika, JAV ir Kanadabus atlikti keli eksperimentai, siekiant geriau suprasti kai kuriuos didžiausius neišspręstus klausimus apie auksinį rutulį.

NASA paleis zondavimo raketas ir WB-57 orlaivius dideliame aukštyje, kad atliktų tyrimus apie Saulės ir Žemės aspektus, kuriuos galima pasiekti tik užtemimo metu. Šios pastangos yra dalis ilgos bandymų rinkti neįkainojamų duomenų ir stebėjimų istorijos, kai Mėnulis laikinai blokuoja saulės šviesą.

Bene vienas garsiausių mokslo etapų, susijusių su užtemimu, įvyko 1919 m. gegužės 29 d., kai visiškas Saulės užtemimas pateikė įrodymų apie jo atsiradimą. Alberto Einšteino bendrosios reliatyvumo teorijakurį mokslininkas pirmą kartą sistemingai aprašė 1916 m NASA.

Einšteinas teigė, kad gravitacija yra laiko ir erdvės iškraipymo rezultatas, iškreipiantis patį visatos audinį. Pavyzdžiui, Einšteinas pasiūlė, kad didelio objekto, pavyzdžiui, Saulės, gravitacinė įtaka gali nukreipti šviesą nuo kito objekto, pavyzdžiui, žvaigždės, esančios maždaug už jo, todėl objektas atrodo šiek tiek nutolęs nuo Žemės perspektyvos. Mokslinė žvaigždžių stebėjimo ekspedicija iš Brazilijos ir Vakarų Afrikos, kuriai vadovavo anglų astronomas seras Arthuras Eddingtonas per 1919 m. užtemimą, atskleidė, kad kai kurios žvaigždės iš tikrųjų pasirodė netinkamoje vietoje, o tai patvirtino Einšteino teoriją.

Šis atradimas yra tik viena iš daugelio su užtemimu susijusių mokslinių pamokų.

Metu 2017 m. užtemimas, kuris kirto JAVNASA ir kitos kosmoso agentūros atliko stebėjimus naudodamos 11 skirtingų erdvėlaivių ir du didelio aukščio orlaivius.

Duomenys, surinkti per šį užtemimą, padėjo mokslininkams tiksliai nuspėti, kaip korona arba karšta saulės išorinė atmosfera atrodys per užtemimus 2019 ir 2021 metais. Nepaisant svilinančios temperatūros, vainikinė išvaizda yra blankesnė nei ryškus saulės paviršius, tačiau ji atrodo kaip aureolė aplink saulę užtemimo metu, kai mėnulis užstoja didžiąją dalį saulės šviesos, todėl ją lengviau tyrinėti.

Kodėl korona yra milijonais laipsnių karštesnė už tikrąjį Saulės paviršių, yra viena iš ilgalaikių mūsų žvaigždės paslapčių. 2021 m. atliktas tyrimas atskleidė keletą naujų užuominų, parodančių, kad vainikas palaiko pastovią temperatūrą, nors Saulė išgyvena 11 metų augimo ir mažėjimo ciklą. Remiantis Amerikos „kosmoso“ svetaine, šie rezultatai buvo įmanomi dėl daugiau nei dešimtmetį stebimų užtemimų. NASA.

Nors per ankstesnius užtemimus saulė būna tylesnė, saulė pasiekia didžiausią aktyvumą. Jis vadinamas saulės maksimumuŠiais metais mokslininkams suteikiama reta galimybė.

Per Saulės užtemimą balandžio 8 d. Pilietiški mokslininkai Ir Tyrėjų komandos gali padaryti naujų atradimų Tai greičiausiai pagerins mūsų supratimą apie mūsų visatos kampelį.

Saulės stebėjimas užtemimo metu taip pat padeda mokslininkams geriau suprasti, kaip saulės medžiaga teka iš Saulės. Įkrautos dalelės, žinomos kaip plazma, sukuria kosminį orą, kuris sąveikauja su viršutiniu Žemės atmosferos sluoksniu, vadinamu jonosfera. Regionas veikia kaip riba tarp žemutinės atmosferos ir kosmoso.

Aktyvus saulės aktyvumas, kurį išskiria Saulė saulės maksimumo metu, gali trukdyti Tarptautinei kosminei stočiai ir ryšių infrastruktūrai. Daugelis žemos Žemės orbitos palydovų naudoja radijo bangas jonosferoje, o tai reiškia, kad dinamiškas kosminis oras turi įtakos GPS ir tolimojo radijo ryšiui.

Eksperimentai, skirti tirti jonosferą užtemimo metu, apima didelio aukščio balionus ir piliečių mokslo pastangas, vadinamas Radistų mėgėjų dalyvavimas. Įvairiose vietose esantys operatoriai fiksuos savo signalų stiprumą ir nukeliautą atstumą užtemimo metu, kad pamatytų, kaip jonosferos pokyčiai veikia signalus. Tyrėjai taip pat atliko šį eksperimentą per žiedinį užtemimą 2023 metų spalį, kai Mėnulis visiškai neužstojo saulės šviesos, o duomenys vis dar analizuojami.

Kitame pakartotiniame eksperimente Bus paleistos trys skambančios raketos atitinkamai iš NASA Wallops Flight Facility Virdžinijoje prieš užtemimą, jo metu ir po jo, siekiant įvertinti, kaip staigus saulės šviesos išnykimas veikia viršutinę Žemės atmosferą.

Aroh Barjatya, Embry-Riddle aeronautikos universiteto Deitona Biče, Floridoje, inžinerinės fizikos profesorius vadovauja eksperimentui, vadinamam atmosferos turbulencija aplink užtemimo kelią, kuris pirmą kartą buvo atliktas per žiedinį saulės užtemimą spalio mėn.

Kiekviena raketa per bendrą trajektoriją išmes keturis natrio buteliuko dydžio mokslinius instrumentus, kurie matuotų jonosferos temperatūros, dalelių tankio ir elektrinių bei magnetinių laukų pokyčius maždaug 55–310 mylių (90–500 kilometrų) aukštyje virš Žemės paviršiaus.

„Jonosferos supratimas ir modelių, padedančių mums numatyti trikdžius, kūrimas yra labai svarbūs norint užtikrinti, kad mūsų pasaulis, vis labiau priklausantis nuo ryšių, veiktų sklandžiai“, – sakoma Barjatya pranešime.

Sklindančios raketos skrydžio metu pasieks maksimalų 260 mylių (420 kilometrų) aukštį.

Per 2023 m. žiedinį užtemimą raketų prietaisai matavo staigius ir momentinius jonosferos pokyčius.

„Matėme trikdžių, galinčių paveikti radijo ryšį antroje ir trečioje raketoje, bet ne per pirmąją raketą, kuri buvo prieš vietinio užtemimo piką“, – sakė Barjatya. „Labai džiaugiamės galėdami jį vėl paleisti per visišką užtemimą, kad pamatytume, ar trikdžiai prasideda tame pačiame aukštyje ir ar jų dydis bei mastas išlieka tokie patys.

Trys skirtingi eksperimentai bus vykdomi NASA didelio aukščio tyrimų orlaiviais, žinomais kaip WB-57.

WB-57 gali gabenti beveik 9 000 svarų (4 082 kg) mokslinių instrumentų iki 60 000–65 000 pėdų (18 288–19 812 metrų) virš Žemės paviršiaus, sakė NASA oreivystės mokslo programos vadovas Peteris Layshockas. . WB-57 didelio aukščio tyrimų programa Johnson kosmoso centre Hiustone.

WB-57 orlaivio naudojimo pranašumai yra tai, kad pilotas ir įrangos operatorius gali skraidyti virš debesų maždaug 6 1/2 valandos nepripildydami degalų per visą Meksiką ir Jungtines Valstijas besidriekiantį kelią, leidžiantį nepertraukiamai ir netrukdomai matyti. Lėktuvų skrydžio trajektorija reiškia, kad instrumentai Mėnulio šešėlyje bus ilgesnį laiką, nei būtų Žemėje. Layshockas teigė, kad keturios minutės visiško užtemimo Žemėje prilygsta šešioms minutėms visiško užtemimo laive.

Vienas eksperimentas taip pat bus skirtas jonosferai, naudojant instrumentą, vadinamą jonozondu, kuris veikia kaip radaras, siųsdamas aukšto dažnio radijo signalus ir klausydamas aidų, kai jie atsimuša nuo jonosferos, kad būtų galima išmatuoti, kiek joje yra įkrautų dalelių.

Kiti du eksperimentai bus skirti koronai. Viename projekte bus naudojamos kameros ir spektrometrai, siekiant atskleisti daugiau informacijos apie vainiko temperatūrą ir cheminę sudėtį, taip pat užfiksuoti duomenis apie didelius saulės medžiagos sprogimus iš Saulės, vadinamus vainikinių masių išmetimu.

Kitu projektu, kuriam vadovauja Pietvakarių tyrimų instituto Boulder mieste Kolorado valstijoje pagrindinis mokslininkas Amiras Kaspis, siekiama užfiksuoti užtemimo vaizdus iš 50 000 pėdų (15 240 metrų) virš Žemės paviršiaus, tikintis šnipinėti Žemės viduje esančias struktūras ir detales. Vidurinis ir apatinis vainikas. Naudojant didelės spartos, didelės skiriamosios gebos kameras, galinčias fotografuoti matomoje ir infraraudonojoje šviesoje, eksperimento metu taip pat bus ieškoma asteroidų, skriejančių per saulės spindesį.

„Infraraudonųjų spindulių srityje mes iš tikrųjų nežinome, ką pamatysime, ir tai yra šių retų stebėjimų galvosūkio dalis“, – sakė Caspi. „Kiekvienas užtemimas suteikia jums naują galimybę išplėsti dalykus, kai pasinaudosite tuo, ką išmokote per paskutinį užtemimą, ir išsprendžiate naują galvosūkio dalį.