I ricercatori useranno telecamere installate su due getti di ricerca WB-57 della NASA per fare osservazioni in movimento ad alta risoluzione della corona del sole: gli streamer eterei di gas incandescente nell'atmosfera più esterna del sole che diventano visibili solo durante un'eclissi solare.
Mentre gli osservatori a terra sperimenteranno fino a due minuti e mezzo di totalità (quando la luna oscura completamente il sole), il team finanziato dalla NASA guidato da Amir Caspi, un astrofisico solare presso il Southwest Research Institute di Boulder, Colorado, utilizzerà i getti per prolungare il periodo di totalità a più di 7 minuti, consentendo osservazioni senza precedenti della corona solare.
Anche essere passeggeri sui jet della NASA richiede un addestramento speciale, quindi gli astrofisici non potranno volare con gli strumenti. Ma terranno traccia del loro esperimento attraverso una trasmissione satellitare in diretta delle immagini mentre i getti inseguono l'ombra della luna sul Missouri, sull'Illinois e sul Tennessee al culmine dell'eclissi solare totale. Il feed live verrà inoltre reso disponibile al pubblico online.
L'ombra della luna si muove troppo velocemente perché anche i getti continuino, quindi i piloti voleranno in una formazione accuratamente calcolata che massimizzerà il tempo di totalità, con il secondo jet che raccoglie l'inseguimento solo pochi secondi prima della totalità per il primo jet finisce, secondo i ricercatori.
"Anche se distano 100 chilometri e volano a circa 750 chilometri l'ora, dovranno prendere il volo abbastanza bene da trovarsi entro circa 10 secondi dalla posizione che devono essere", ha detto Caspi a Live Science.
Più caldo del sole
Le immagini ad alta risoluzione catturate dai getti durante l'eclissi daranno ai ricercatori una visione in movimento unica della corona del sole. Sperano che farà luce sul mistero principale della corona: perché è molto più caldo della superficie del sole stesso?
"La corona solare ha una temperatura di milioni di gradi e la superficie visibile del sole - la fotosfera - è solo di qualche migliaio di gradi", ha detto Caspi. "Questo tipo di inversione di temperatura è insolito. Se la termodinamica funzionasse nel senso classico a cui siamo abituati, allora non otterresti questo tipo di inversione e la temperatura diminuirà man mano che sali."
Caspi e i suoi colleghi sperano che le loro osservazioni rivelino caratteristiche dinamiche molto fini nella corona solare, forse sotto forma di increspature o onde, che potrebbero rivelare processi nel campo magnetico del sole che si pensa mantengano la corona sottile molto più calda del solare superficie.
Un secondo obiettivo principale è quello di cercare una spiegazione per le grandi strutture visibili nella corona, ha detto Caspi.
"Quando guardi la corona, vedi questi loop, portici, fan e streamer molto ben strutturati", ha detto. "Il fatto è che sono molto lisci e ben organizzati, e sembra una chioma appena pettinata".
Ma i campi magnetici che modellano la corona hanno origine nella superficie molto caotica del sole, che ci si aspetterebbe di attorcigliare le strutture lisce della corona in un tappeto aggrovigliato, ha detto Caspi.
Ma "tutte queste strutture rimangono stabili e molto ben organizzate, e quindi la corona rilascia costantemente piccoli frammenti di complessità per rimanere così ben organizzata", ha detto, "e non capiamo neanche come accada quel processo. "
Vista in alta quota
Caspi ha spiegato che osservare un'eclissi solare da un'altitudine di 15.000 metri (50.000 piedi) presenta molti vantaggi rispetto alle osservazioni da terra.
I getti della NASA voleranno ben al di sopra delle nuvole e della maggior parte dell'atmosfera che avvolge la terra, garantendo un clima perfetto in un periodo dell'anno in cui gli osservatori di eclissi a terra possono aspettarsi una copertura nuvolosa del 50% circa, ha detto.
La sottile atmosfera e la posizione del sole e della luna quasi direttamente in alto ridurranno al minimo la distorsione, il che consentirà ai telescopi e alle telecamere a bordo dell'aeromobile di registrare dettagli molto fini nella struttura della corona del sole, ha detto.
"Fondamentalmente otteniamo una migliore sensibilità sotto ogni aspetto", ha detto Caspi. "Otteniamo una migliore qualità dell'immagine, allunghiamo il tempo di osservazione, otteniamo meno luce diffusa - quindi abbiamo una maggiore sensibilità a tutte le cose che stiamo cercando di guardare in così tanti modi diversi."
I jet di ricerca WB-57 della NASA iniziarono negli anni '60 come bombardieri B-57 Canberra. Gli aerei sono stati quindi adattati dall'aviazione americana per il monitoraggio meteorologico e sono stati utilizzati per raccogliere campioni d'aria ad alta atmosfera dopo sospetti test nucleari, secondo la NASA.
Da allora i getti sono stati ricostruiti e adattati con una suite di sofisticati strumenti e sensori, tra cui telecamere stabilizzate ad alta risoluzione nel naso dell'aeromobile in grado di registrare la luce visibile e la luce a infrarossi a 30 fotogrammi al secondo.
Caspi ha affermato che il sistema di telecamere è stato sviluppato dalla NASA per monitorare le navette spaziali durante il rientro nell'atmosfera, come precauzione sulla scia del disastro della navetta spaziale Colombia nel 1986.
L'eclissi solare totale del 21 agosto sarà la prima volta che i getti della NASA e le sue telecamere sono stati utilizzati per l'astronomia, ha detto Caspi.
"Quindi, oltre ad essere un pezzo di scienza davvero sorprendente, speriamo che questo esperimento mostrerà le prestazioni e il potenziale di questa piattaforma per future osservazioni astronomiche", ha aggiunto.
Stella più vicina
Caspi ha affermato che le prossime osservazioni hanno il potenziale per far luce su alcuni dei misteri persistenti sulla nostra stella più vicina e per fornire agli astrofisici una migliore comprensione di come si è formato il nostro sistema solare. La ricerca potrebbe anche offrire agli scienziati un assaggio di come altri sistemi di pianeti si formano attorno a stelle lontane.
"L'evoluzione del sistema solare è in parte guidata da questi venti che escono dalla stella e soffiano molta polvere lontano dal sistema solare interno, e questo è uno dei motivi per cui i pianeti rocciosi si avvicinano e i giganti gassosi tendono a più lontano ", ha detto Caspi.
I voli di eclissi forniranno anche una rara opportunità per i ricercatori di osservare il pianeta Mercurio con i telescopi e le telecamere sui getti, ha affermato Caspi. Avranno anche l'opportunità di cercare gli sfuggenti asteroidi vulcanoidi che si presume esistano tra Mercurio e il sole.
Caspi ha spiegato che le telecamere a reazione sarebbero mirate ad osservare il pianeta più interno del nostro sistema solare, che diventerà visibile nel cielo oscurato durante l'eclissi, per circa mezz'ora prima e mezz'ora dopo la totalità.
Le immagini ad alta risoluzione di Mercurio scattate sotto la luce infrarossa permetterebbero agli scienziati planetari di studiare la superficie del pianeta intorno al terminatore dell'alba, dove la notte gelida di Mercurio lascia il posto alla sua giornata torrida, per saperne di più sul materiale che costituisce il superficie.
"Il lato giorno di Mercurio è bollente a 750 ° F (400 ° C) e il lato notte è gelido a meno 250 ° F (meno 156 ° C), ma ciò che non sappiamo è per quanto tempo ci vuole per passare da caldo a freddo ".
Utilizzando la luce infrarossa, gli scienziati saranno in grado di misurare le proprietà del suolo del pianeta, non solo in superficie, ma anche a pochi centimetri sotto la superficie, il che potrebbe aiutare i ricercatori a capire di cosa è fatta e quanto è densa , Ha aggiunto.
"Queste osservazioni sono le prime del loro genere che conosciamo, per cercare di creare una mappa di calore a infrarossi di Mercurio", ha detto Caspi.
