Prihláste sa na odber vedeckého bulletinu CNN Wonder Theory. Preskúmajte vesmír so správami o fascinujúcich objavoch, vedeckých pokrokoch a ďalších.

CNN
—

Zatmenia vzbudzujú úctu a spájajú ľudí, aby pozorovali úžasný nebeský úkaz, no tieto kozmické udalosti tiež umožňujú vedcom odhaliť tajomstvá slnečnej sústavy.

Počas Úplné zatmenie Slnka Dňa 8. apríla, kedy Mesiac dočasne zakryje tvár Slnka Z očí miliónov ľudí Mexiko, Spojené štáty americké a KanadaUskutočnia sa viaceré experimenty, aby sme lepšie pochopili niektoré z najväčších nevyriešených otázok o zlatej guli.

NASA spustí sondážne rakety a lietadlá WB-57 vo vysokých nadmorských výškach, aby vykonala výskum aspektov Slnka a Zeme, ktoré možno dosiahnuť iba počas zatmenia. Tieto snahy sú súčasťou dlhej histórie pokusov zbierať neoceniteľné údaje a pozorovania, keď Mesiac dočasne blokuje slnečné svetlo.

Možno jeden z najznámejších vedeckých míľnikov spojených so zatmením nastal 29. mája 1919, keď úplné zatmenie Slnka poskytlo dôkaz o jeho výskyte. Všeobecná teória relativity Alberta Einsteinaktorý vedec prvýkrát systematicky opísal v roku 1916, podľa NASA.

Einstein navrhol, že gravitácia je výsledkom deformácií času a priestoru, deformujúcich samotnú štruktúru vesmíru. Napríklad Einstein navrhol, že gravitačný vplyv veľkého objektu, akým je Slnko, môže odkloniť svetlo od iného objektu, napríklad hviezdy, zhruba za ním, čo spôsobí, že objekt sa bude javiť z perspektívy Zeme mierne vzdialený. Vedecká výprava za pozorovaním hviezd z Brazílie a západnej Afriky, ktorú viedol anglický astronóm Sir Arthur Eddington počas zatmenia v roku 1919, odhalila, že niektoré hviezdy sa skutočne objavili na nesprávnom mieste, čím sa potvrdila Einsteinova teória.

Tento objav je len jedným z mnohých vedeckých poznatkov o zatmení.

Počas Zatmenie v roku 2017, ktoré prešlo Spojenými štátmiNASA a ďalšie vesmírne agentúry vykonali pozorovania pomocou 11 rôznych kozmických lodí a dvoch výškových lietadiel.

Údaje zozbierané počas tohto zatmenia pomohli vedcom presne predpovedať, ako bude vyzerať koróna alebo horúca vonkajšia atmosféra Slnka počas zatmení v rokoch 2019 a 2021. Napriek horiacim teplotám je koróna na pohľad slabšia ako jasný povrch slnka, ale počas zatmenia, keď Mesiac blokuje väčšinu slnečného svetla, sa javí ako halo okolo Slnka, čo uľahčuje štúdium.

Prečo je koróna o milióny stupňov teplejšia ako skutočný povrch Slnka, je jednou z trvalých záhad našej hviezdy. Štúdia z roku 2021 odhalila niekoľko nových indícií, ktoré ukazujú, že koróna si udržiava konštantnú teplotu, aj keď Slnko prechádza 11-ročným cyklom dorastajúcej a ubúdajúcej aktivity. Tieto výsledky boli podľa americkej webovej stránky „vesmír“ možné vďaka pozorovaniam zatmenia za viac ako desať rokov. NASA.

Kým počas predchádzajúcich zatmení je slnko tichšie, slnko dosahuje svoju najvyššiu aktivitu. Hovorí sa tomu slnečné maximumTento rok dáva vedcom vzácnu príležitosť.

Počas zatmenia Slnka 8. apríla Občanskí vedci A Tímy výskumníkov môžu robiť nové objavy Čo pravdepodobne zlepší naše chápanie nášho kúta vesmíru.

Pozorovanie Slnka počas zatmenia tiež pomáha vedcom lepšie pochopiť, ako solárny materiál prúdi zo Slnka. Nabité častice známe ako plazma vytvárajú vesmírne počasie, ktoré interaguje s hornou vrstvou zemskej atmosféry, nazývanou ionosféra. Región funguje ako hranica medzi spodnou atmosférou Zeme a vesmírom.

Aktívna slnečná aktivita uvoľnená Slnkom počas slnečného maxima môže interferovať s Medzinárodnou vesmírnou stanicou a komunikačnou infraštruktúrou. Mnoho satelitov na nízkej obežnej dráhe Zeme prevádzkuje rádiové vlny v ionosfére, čo znamená, že dynamické vesmírne počasie má vplyv na GPS a rádiovú komunikáciu na veľké vzdialenosti.

Experimenty na štúdium ionosféry počas zatmenia zahŕňajú vysokohorské balóny a občianske vedecké úsilie tzv. Účasť rádioamatérov. Operátori na rôznych miestach budú zaznamenávať silu svojich signálov a ako ďaleko cestujú počas zatmenia, aby videli, ako zmeny v ionosfére ovplyvňujú signály. Výskumníci tiež uskutočnili tento experiment počas prstencového zatmenia v októbri 2023, keď Mesiac úplne nezablokoval slnečné svetlo a údaje sa stále analyzujú.

V ďalšom opakovanom experimente Vypustia sa tri sondujúce rakety respektíve z NASA Wallops Flight Facility vo Virgínii pred, počas a po zatmení, aby sa zmeralo, ako náhle zmiznutie slnečného svetla ovplyvňuje hornú atmosféru Zeme.

Aroh Barjatya, profesor inžinierskej fyziky na Embry-Riddle Aeronautical University v Daytona Beach na Floride, vedie experiment s názvom atmosférická turbulencia okolo dráhy zatmenia, ktorý sa prvýkrát uskutočnil počas prstencového zatmenia Slnka v októbri.

Každá raketa vymrští štyri vedecké prístroje o veľkosti fľaše sódy v rámci celkovej trajektórie na meranie zmien ionosférickej teploty, hustoty častíc a elektrických a magnetických polí vo výške približne 90 až 500 kilometrov nad zemským povrchom.

„Pochopenie ionosféry a vývoj modelov, ktoré nám pomôžu predpovedať poruchy, sú rozhodujúce pre zabezpečenie hladkého chodu nášho sveta, ktorý je čoraz viac závislý od komunikácie,“ uviedol Barjatya vo vyhlásení.

Sondážne rakety dosiahnu počas letu maximálnu výšku 260 míľ (420 kilometrov).

Počas prstencového zatmenia v roku 2023 prístroje na raketách namerali ostré a okamžité zmeny v ionosfére.

„Videli sme poruchy schopné ovplyvniť rádiovú komunikáciu v druhej a tretej rakete, ale nie počas prvej rakety, ktorá bola pred vrcholom miestneho zatmenia,“ povedal Barjatya. „Sme veľmi nadšení, že ho môžeme znova spustiť počas úplného zatmenia, aby sme zistili, či poruchy začínajú v rovnakej výške a či ich veľkosť a rozsah zostanú rovnaké.“

Tri rôzne experimenty budú lietať na vysokohorskom výskumnom lietadle NASA známom ako WB-57.

WB-57 môžu niesť takmer 9 000 libier (4 082 kg) vedeckých prístrojov až do výšky 60 000 až 65 000 stôp (18 288 až 19 812 metrov) nad zemským povrchom, povedal Peter Layshock, manažér vzdušného vedeckého programu NASA. Základná kosť programu NASA . WB-57 program výskumu vysokej nadmorskej výšky v Johnsonovom vesmírnom stredisku v Houstone.

Výhody použitia lietadla WB-57 spočívajú v tom, že pilot a operátor zariadenia môžu lietať nad oblakmi približne 6 1/2 hodiny bez dopĺňania paliva v rámci cesty totality, ktorá sa rozprestiera naprieč Mexikom a Spojenými štátmi, čo umožňuje nepretržité sledovanie bez prekážok. Dráha letu lietadiel znamená, že prístroje budú v tieni Mesiaca dlhšie, ako by boli na Zemi. Layshock povedal, že štyri minúty úplného zatmenia na Zemi sú ekvivalentom šiestich minút úplného zatmenia na palube.

Jeden experiment sa zameria aj na ionosféru pomocou nástroja nazývaného ionosonda, ktorý funguje ako radar vysielaním vysokofrekvenčných rádiových signálov a počúvaním ozveny, keď sa odrážajú od ionosféry, aby sa zmeralo, koľko nabitých častíc obsahuje.

Ďalšie dva experimenty sa zamerajú na korónu. Jeden projekt využije kamery a spektrometre na odhalenie ďalších podrobností o teplote a chemickom zložení koronálu, ako aj na zachytenie údajov o veľkých explóziách slnečného materiálu zo Slnka známych ako výrony koronálnej hmoty.

Ďalší projekt vedený Amirom Kaspim, hlavným vedcom z Southwest Research Institute v Boulder, Colorado, má za cieľ zachytiť zábery zatmenia z výšky 50 000 stôp (15 240 metrov) nad zemským povrchom v nádeji, že bude môcť špehovať štruktúry a detaily vo vnútri Zeme. Stredný a spodný veniec. Pomocou vysokorýchlostných kamier s vysokým rozlíšením, ktoré sú schopné zhotovovať snímky vo viditeľnom a infračervenom svetle, bude experiment tiež hľadať asteroidy obiehajúce v slnečnom svetle.

„V infračervenom spektre naozaj nevieme, čo uvidíme, a to je súčasťou hádanky týchto zriedkavých pozorovaní,“ povedal Caspi. „Každé zatmenie vám dáva novú príležitosť rozšíriť veci, keď si vezmete to, čo ste sa naučili pri poslednom zatmení, a vyriešite nový kúsok skladačky.“