La tenue corona del sole splende brillantemente durante un'eclissi solare totale.
(Immagine: © Miloslav Druckmüller / Peter Aniol / Vojtech Rušin / Ľubomír Klocok / Karel Martišek / Martin Dietzel)
In Sud America, milioni di occhi si volgeranno verso il cielo mentre la luna si sposta davanti al sole per presentare un'eclissi solare oggi (2 luglio). Mentre quasi l'intero continente vedrà la luna coprire almeno una parte del sole, gli osservatori di cielo in alcune parti del Cile e dell'Argentina sperimenteranno alcuni momenti di crepuscolo durante il giorno mentre la luna cancella completamente il sole in un'eclissi solare totale.
Ma mentre la maggior parte degli skywatcher si immergerà in uno spettacolo impressionante, alcuni rivolgeranno un occhio più critico e scientifico all'evento. L'eclissi avrà luogo sull'Osservatorio interamericano Cerro Tololo della National Science Foundation (NSF) nel Cile settentrionale, dove cinque squadre di scienziati studieranno l'atmosfera del sole e della Terra durante l'eclissi per ottenere osservazioni difficili da intravedere disponibili nei fugaci momenti dell'oscurità diurna.
"Il 2 luglio, il finanziamento NSF consentirà agli scienziati di cogliere la preziosa opportunità di un'eclissi solare totale per studiare la corona del sole", ha dichiarato David Boboltz, direttore del programma NSF. Il sole rimarrà nascosto per 2 minuti e 6 secondi sul telescopio.
Mentre la luna si sposta frequentemente di fronte a una porzione del sole durante eclissi solari parziali, che si verificano in media alcune volte all'anno, il sole viene completamente bloccato durante un'eclissi solare totale. La differenza tra un'eclissi solare totale e un'eclissi parziale, anche quando il 99% del sole è schermato, è drammatica e può consentire una gamma più ampia di esperimenti scientifici. Quando il corpo del sole è completamente bloccato, la sfuggente corona interna diventa visibile.
Costituita da gas estremamente caldi, la corona è misteriosamente più calda della superficie del sole. Nonostante la sua alta temperatura, è milioni di volte più debole del corpo visibile del sole, a causa della sua natura tenue. Studiare la corona può rivelare intuizioni sul tempo spaziale generato dal sole, che può avere effetti significativi sulla Terra.
Oltre a svolgere preziose ricerche scientifiche, ogni squadra ha delineato un piano di sensibilizzazione di eclissi per coinvolgere studenti cileni e stranieri locali, astronomi dilettanti e pubblico in generale.
Un esperimento decennale
Negli anni '90, l'astronomo americano Jay Pasachoff iniziò un programma di osservazione che da allora ha continuato a monitorare il sole che cambia. Misurando il colore, la forma e la temperatura attuali della corona, gli scienziati sperano di migliorare la loro comprensione delle eruzioni e delle stelle filanti che provengono dal sole.
Pasachoff, professore di astronomia al Williams College in Massachusetts, è uno dei tre uomini che detengono il record per l'osservazione delle eclissi solari più totali. Ha girato il mondo per osservare 70 eclissi solari, 34 delle quali eclissi solari totali.
"Ogni occhiata del sole durante un'eclissi solare totale - solo un paio di minuti ogni 18 mesi circa - ci dà una serie diversa di funzioni da guardare", ha detto Pasachoff nella dichiarazione.
Le osservazioni delle caratteristiche del sole possono aiutare a migliorare la nostra comprensione delle espulsioni di massa coronale (CME), eruzioni di materiale caricato che fuoriescono dalla superficie solare. Mentre questi gruppi si spostano verso l'esterno nello spazio, possono scontrarsi con pianeti come la Terra e interagire con i loro campi magnetici. Nel 1859, una superstorm solare nota come evento di Carrington causò scosse elettriche e cortocircuiti lungo i fili del telegrafo, consentendo persino ai telegrafi scollegati dalla loro alimentazione di funzionare. Un evento simile oggi, in un mondo molto più elettronico, potrebbe avere ripercussioni significative.
Il team di Pasachoff studierà anche grandi strutture coronali note come streamer, le regioni appuntite che compaiono nella maggior parte delle immagini della corona. Poiché l'eclissi solare totale del 2019 si verifica durante una parte relativamente tranquilla del ciclo di attività di 11 anni del sole, fornirà una visione rara dei pennacchi polari solari, i ciuffi di campi magnetici aperti prodotti ai poli solari nord e sud.
"Non vedo l'ora di confrontare le nostre osservazioni sulla corona fatte durante l'eclissi ... con le previsioni che i colleghi fanno prima dell'eclissi in base al campo magnetico del Sole e alle macchie solari del mese precedente", ha detto Pasachoff. Le previsioni e le osservazioni saranno combinate in immagini al computer una volta conclusa l'eclissi.
Anche la temperatura del sole cambia durante il ciclo di 11 anni. Misurando il ferro surriscaldato nella corona, il team sarà in grado di misurare la temperatura complessiva della corona per studiare come è variata nel tempo.
"Solar Wind Sherpas"
Un secondo gruppo di ricercatori noto come "Sherpas del vento solare" studierà la corona del sole da tre diverse località del Sud America. Guidato dall'astronoma Shadia Habbal dell'Università delle Hawaii, questo gruppo studierà il sole da Cerro Tololo e altre due località in Argentina. Oltre ad aumentare le possibilità di poter osservare il sole con il bel tempo, la presenza di più siti consentirà anche ai ricercatori di misurare i cambiamenti nella struttura coronale che si verificano in tempi molto piccoli.
Il piano non è nuovo. Il team di Habbai ha utilizzato una strategia simile durante l'eclissi solare totale del 21 agosto 2017 sugli Stati Uniti. Il loro obiettivo è aumentare la gamma di strumenti utilizzati nelle osservazioni e studiare diverse lunghezze d'onda che non sono ancora state studiate.
Gli astronomi intendono utilizzare l'imaging a lunghezza d'onda multipla e misurazioni spettroscopiche, che dividono la luce nelle lunghezze d'onda dei suoi componenti, per rilevare la composizione chimica, la temperatura, la densità, il movimento non correlato al calore e i deflussi di diverse parti della corona. Ogni attributo verrà studiato vicino alla superficie solare, dove si verifica il più grande cambiamento nel campo magnetico solare e dove nascono e espulsioni del vento solare e della massa coronale dal sole.
Habbal ha detto che l'eclissi è unica "perché si verifica nel tardo pomeriggio e il sole sarà ad altitudine molto bassa. Inoltre, il sole è vicino al minimo solare, quindi la distribuzione delle strutture nella corona solare sarà diversa da due anni fa ".
"Un grande risultato per la scienza dei cittadini"
Gli astronomi dell'Osservatorio astronomico nazionale del Giappone installeranno anche più stazioni per studiare l'eclissi. Il team di Yoichiro Hanaoka eseguirà osservazioni della corona vicino alla superficie, una regione non visibile agli osservatori spaziali come l'Osservatorio solare e eliosferico della NASA (SOHO) e l'Osservatorio sulle relazioni terrestri solari (STEREO). Combinando le immagini terrestri con quelle ottenute dallo spazio, Hanaoka e i suoi colleghi saranno in grado di costruire un'immagine completa della corona.
Il team di Hanaoka non sarà completamente composto da professionisti.
"Collaboreremo con osservatori amatoriali, ampiamente diffusi lungo il percorso dell'eclissi totale in Cile e in Argentina, per organizzare osservazioni su più siti", ha affermato. La combinazione di tutte queste osservazioni fornirà uno sguardo su come la corona cambia nel tempo. "Sarà un grande risultato per la scienza dei cittadini", ha detto Hanaoka.
Un progetto polarizzante
Il campo magnetico e le strutture della corona al suo interno svolgono un ruolo fondamentale nel tempo spaziale. Misurare l'orientamento del campo magnetico solare può aiutare con previsioni su ciò che guida gli eventi meteorologici spaziali come i CME. Ma misurazioni affidabili del campo magnetico rimangono una sfida.
Per misurare il campo magnetico del sole, gli scienziati devono misurare la polarizzazione della luce proveniente dal sole. Come gli occhiali da sole polarizzati, i polarizzatori sui telescopi solari filtrano la luce che non corrisponde al loro orientamento.
"Ruotando questi polarizzatori, possiamo mettere insieme la forma del campo magnetico sul sole", afferma Paul Bryans, un ricercatore dell'Università per la ricerca atmosferica che guiderà il progetto per studiare il campo magnetico del sole. "Questo ci aiuterà a capire quali tipi di configurazioni del campo magnetico possono portare a eventi eruttivi", ha detto.
Di nuovo sulla Terra
Mentre i primi quattro team NSF guarderanno al sole, il quinto manterrà la vista sulla Terra. Guidato da Miquel Serra-Ricart, un ricercatore dell'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) in Spagna, il team esaminerà i cambiamenti della temperatura dell'atmosfera terrestre, in particolare la ionosfera, lo strato superiore che si trova tra le 50 e le 600 miglia ( 80-1000 chilometri) sopra la superficie terrestre - mentre l'ombra della luna viaggia sull'osservatorio.
"Un'eclissi solare totale produce una vasta area rotonda di oscurità e una luce solare notevolmente ridotta che attraversa l'atmosfera terrestre in un percorso relativamente stretto durante il giorno", ha detto Serra-Ricart. "Il suo effetto sull'intensità della radiazione solare è notevolmente simile a quello che accade all'alba e al tramonto e crea cambiamenti nell'atmosfera terrestre che vogliamo misurare".
Il team seguirà quanto e quanto rapidamente la temperatura scende all'ombra quando la Terra è completamente coperta dal sole. Seguiranno anche i cambiamenti nella ionosfera per capire meglio come influisce sulla ricezione radio a lunga distanza notturna.
Sebbene l'ombra della luna produrrà una breve ionosfera simile alla notte, differirà dalla normale atmosfera serale.
"L'ombra della luna è relativamente piccola sulla Terra e viaggia a velocità supersoniche. Probabilmente produrrà alcuni effetti interessanti che potrebbero essere rilevabili su normali radio o piccoli ricevitori", ha detto Serra-Ricart.
Questa non sarà la prima volta che la ionosfera è stata studiata durante un'eclissi. Durante l'eclissi del 1999 sul Regno Unito, gli scienziati hanno incoraggiato le persone a utilizzare una radio per monitorare i cambiamenti nell'atmosfera superiore. Gli scienziati cittadini si sono sintonizzati su una stazione radio in Spagna rilevabile nel Regno Unito per determinare quanto più lontano le onde radio hanno viaggiato durante l'eclissi.
"Sebbene gli effetti ionosferici delle eclissi solari siano stati studiati per oltre 50 anni, rimangono molte domande senza risposta. Sappiamo più o meno come questo accada, ma non precisamente. L'eclissi offrirà ai ricercatori la possibilità di esaminare il processo di carica e scarica in quasi tempo reale. "
Nota dell'editore: Se scatti una foto incredibile di Eclissi solare totale del 2 luglio 2019 e vorrei condividerlo con i lettori di Space.com, inviare foto, commenti e nome e posizione a [email protected].
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