Waarom zonnefysici erg enthousiast zijn over de totale zonsverduistering

Асуудлыг Арилгахын Тулд Манай Хэрэгслийг Туршиж Үзээрэй

Het is een unieke kans om te proberen de mysteries van de atmosfeer van de zon op te lossen.

Een tekening van een totale zonsverduistering in 1878

Wetenschapsmuseum / SSPL

Een totale zonsverduistering is een zeldzame gelegenheid om de natuur te bewonderen, het leven te aanschouwen en na te denken over de kosmos. Maar de totale zonsverduistering op 21 augustus zal ook een belangrijk moment zijn om wetenschappelijke gegevens te verzamelen over de zon, aangezien de maan hem volledig bedekt tijdens een reis van anderhalf uur door de Verenigde Staten.

Tot op de dag van vandaag blijven veel aspecten van de zon een mysterie: wat veroorzaakt zonnevlammen, wanneer enorme hoeveelheden energie en plasma door de zon worden uitgestoten? Waarom is de corona, de zonneatmosfeer, eigenlijk heter dan het oppervlak?

De eclips biedt een natuurlijk experiment om enkele van deze vragen te testen. De maan is perfect bemeten om het hele oppervlak van de zon af te schermen en de corona achter te laten, die in onze ogen enkele miljoenen keren zwakker is.

Zelfs met onze beste instrumenten vandaag we kunnen die waarnemingen niet recreëren, Ryan Milligan , zegt een zonnefysicus die samenwerkt met NASA. Het ruimteagentschap heeft twee ruimtevaartuigen, de Zonne en Heliosferisch Observatorium en STEREO , die — met een schijf — een zonsverduistering kan nabootsen om de zon te bestuderen.

Maar de maan geeft een dieper beeld. Met de maan kunnen we de corona bijna helemaal tot aan de oppervlakte zien, zegt Milligan.

Het is essentieel voor ons om de zon te begrijpen. Ten eerste helpt het om meer te weten over onze eigen ster om alle andere sterren in het universum een ​​beetje beter te begrijpen. Maar we moeten de zon ook begrijpen vanwege de gevaren die het vormt voor onze beschaving. Een zonnestorm wees naar de aarde kan veel wegnemen of verstoren van onze communicatie-infrastructuur.

Tijdens deze komende zonsverduistering zullen er verschillende experimenten plaatsvinden om het meeste uit dit zeldzame moment te halen. Een daarvan betreft NASA twee WB-57F-jets opsturen om het pad van de totaliteit te volgen en de corona vast te leggen met speciaal gemonteerde telescopen. De hoop is om een ​​time-lapse video te maken van de bedrijvigheid in de corona.

Dit zouden wel eens de beste waarnemingen ooit kunnen zijn van hoogfrequente verschijnselen in de corona, zei Dan Seaton, een zonnefysicus van de Universiteit van Colorado die het project leidde. een persverklaring . De vliegtuigen zullen met name op zoek gaan naar nano-uitbarstingen - relatief kleine energiepulsen die moeilijk te herkennen zijn, maar de oververhitting van de corona kunnen verklaren.

Andere inspanningen zullen op de grond plaatsvinden. Een door NASA gefinancierd experiment, Citizen Cate genaamd, zal 68 telescopen (bemand door middelbare scholen en universiteiten) over het pad van de totaliteit verbinden in de hoop een 90 minuten durende video van de corona maken .

Sommige van deze camera's [die aan de telescopen zijn bevestigd] kunnen 100 beelden per seconde opnemen, en van daaruit kun je golven zien die zich voortplanten vanuit coronale structuren, zegt Milligan. En opnieuw in kaart brengen van die golven zou aanwijzingen kunnen geven over hoe energie wordt overgedragen van het oppervlak van de zon naar de corona. Een ander, apart project zal lanceer tientallen ballonnen uitgerust met camera's en sensoren in het pad van de totaliteit om de gebeurtenis boven de dreiging van wolken vast te leggen.

Eclipsen hebben al een schat aan fascinerende wetenschappelijke inzichten opgeleverd

Als deze inspanningen succesvol zijn, zullen ze zich aansluiten bij de canon van wetenschappelijke kennis die is verzameld uit het verleden van eclipsen.

Zo werd helium - het op één na meest voorkomende element in het hele universum - ontdekt tijdens een zonsverduistering.

In 1868, een totale zonsverduistering ging over Zuid-India, en wetenschappers hadden op dat moment de allernieuwste technologie: een spectroscoop. De spectroscoop is in feite een prisma - een apparaat om licht te scheiden in zijn verschillende golflengtecomponenten. Wanneer je een spectroscoop op brandende gassen richt, kun je bepalen welk element in de vlammen brandt door te kijken naar het lichtpatroon dat uit het prisma komt.

De zon is in wezen een bal van brandende gassen. In 1868, astronoom Pierre Janssen gebruikte een spectroscoop om de samenstelling van de atmosfeer van de zon tijdens een totale zonsverduistering te analyseren, en hij vond een vreemd spectraal patroon. Nadere analyse onthulde dat het branden van het element in de corona als niets anders op de plaat te zien was. Het element heette helium (voor helios, het Griekse woord voor zon). Helium is het enige element dat ooit ergens anders is ontdekt in plaats van eerst op aarde, zegt Steve Ruskin, een astronoom en wetenschapshistoricus. En dat allemaal dankzij de zonsverduistering.

Een van de beroemdste wetenschappelijke theorieën aller tijden werd ook bewezen tijdens een zonsverduistering: Einsteins algemene relativiteitstheorie. De theorie, voor het eerst gepubliceerd in 1915 , zei dat zwaartekracht letterlijk de ruimte en tijd rond massieve objecten vervormt. De zon, het meest massieve object in het zonnestelsel, zou in deze zin als een lens moeten werken en het licht eromheen moeten buigen. In 1919, tijdens een zonsverduistering in Zuid-Amerika, maakten astronomen foto's van de sterren rondom de zon tijdens de totaliteit. En ze vonden de bewijs : Sterren die in de buurt van de zon hadden moeten verschijnen, stonden een heel klein beetje aan de hemel verschoven, wat aantoont dat de ruimtetijd rond onze ster vervormt.

Al deze wetenschap is mogelijk dankzij een kosmisch toeval: de schijnbare grootte van de maan is hetzelfde als de zon aan onze hemel. Er is geen wetenschappelijke reden waarom dit het geval is. We hebben gewoon geluk.

En we zullen niet eeuwig geluk hebben. De maan wordt langzaamaan verder en verder weg van de aarde. Het zal een miljard jaar of langer duren, Joss Fong . van Vox rapporten , maar uiteindelijk zal er een laatste totale zonsverduistering zijn.

Tegen die tijd hopen we dat de mensheid - of wat er ook voor in de plaats komt - eindelijk de geheimen van de zon heeft ontdekt.