科学家准备利用高空飞机和太阳轨道探测器研究日食

对于北美数以百万计的人来说，他们将受到 日全食 4 月 8 日，这将是一场精彩的表演——有机会 看到月亮完全遮住太阳的脸。

但对于科学家来说，这是一个难得的机会 研究地球、月球和太阳 “以与我们通常所做的完全不同的方式，”美国宇航局副局长帕姆梅尔罗伊说。

该机构的主要优先事项之一是观察太阳的外层大气层或日冕，由于恒星太亮，通常无法看到日冕。 在日全食期间，当月亮阻挡太阳表面的光线时，日冕就会以发光晕周围的微弱缕状形式出现。

梅尔罗伊在上周的新闻发布会上表示：“日冕正在发生一些我们并不完全了解的事情，日食为我们提供了一个独特的机会来收集数据，这些数据可能有助于洞察我们恒星的未来。”

科学家们对日冕很感兴趣，因为它在将热量和能量传递到太阳风（太阳外层大气释放的持续带电粒子流）方面发挥着关键作用。 太阳风潮起潮落，偶尔射出高能 太阳耀斑 进入太空。 这些可以 用电磁辐射撞击地球，这可能会导致无线电中断并破坏电网。

科罗拉多州博尔德市西南研究所的太阳天体物理学家阿米尔·卡斯皮（Amir Caspi）在 WB-57 飞机的机头安装了一台仪器，该仪器将在飞机追逐日食时研究太阳的大气层。

他说，这是一个千载难逢的机会，因为即使是可以遮挡恒星光线的特殊望远镜（即日冕仪）也有局限性。

“日全食就像大自然完美的日冕仪，”他说。 “月亮位于我们和太阳之间，它在天空中的大小正好可以遮挡太阳的圆盘，但又不会太大。”

卡斯皮将专注于尝试了解太阳风的起源。 他还希望收集关于一个长期存在的谜团的线索：为什么日冕比太阳表面热数百万度。

他于 2017 年在最后一次穿越美国大陆的日全食期间首创了这种对太阳日冕进行成像的方法

“我们不知道会得到什么，”他说。 “这很长一段时间都是令人紧张的，然后我们得到了惊人的数据。 我可以看到它从卫星直播中传来。”

WB-57 飞机可以在 60,000 英尺的高度飞行，远高于任何云层，并且足够高，地球大气层不会对观测产生太大干扰。

许多研究人员计划在日食期间从其他有利位置（包括太空）收集有关太阳大气的数据。

一些航天器，包括 美国宇航局帕克太阳探测器，在整个天体事件中，他们的眼睛都会盯着太阳。 该探测器于 2018 年发射，因此无法研究 2017 年的日食。

2021年，帕克探测器成为第一艘飞越日冕的航天器，此后它已经进行了十几次近距离“接触”太阳。 由于其轨道时间安排，探测器不会在 4 月 8 日近距离接触。但帕克探测器努尔·拉瓦菲 (Nour Ra​​ouafi) 表示，它将距离太阳足够近，可以在带电粒子流经过时测量太阳风并对其进行成像。约翰霍普金斯大学应用物理实验室的太阳探测器项目科学家和天体物理学家。

此外，欧洲航天局的一艘航天器，称为 太阳轨道飞行器，将在日食发生时几乎在帕克太阳探测器的正上方盘旋。 这些天文台将共同捕捉太阳大气和太阳风的细节。

“这是这两艘航天器如此接近的罕见情况之一，”拉瓦菲说。 “因此，我们将在它们之间以及我们在地球上进行的日食期间进行的所有观测之间产生很多协同作用，这完全是前所未有的。”

太阳在其大约 11 年的活动周期中正逐渐走向顶峰，预计在 2025 年。这意味着，如果太阳爆发任何喷发，帕克太阳探测器将占据前排位置。

无法保证这种爆发会在日食期间发生，但拉瓦菲表示，从太空测量太阳风对于了解太阳活动对地球的影响仍然至关重要。

“这些是太空天气的驱动因素，探测器可能是我们拥有的最好的工具，我们拥有的最好的航天器任务，可以帮助我们了解这一点，”他说。 “那要怎么做呢？ 让我们期待太阳能给我们带来最盛大的表演。”

即使对于非科学家来说，沿着所谓的全食路径暂时占据午后天空的黑暗也将是一次非凡的体验。

梅尔罗伊说：“我记得我第一次了解到这是一件非常罕见的事情——恰好我们的月球的大小和距离恰好在地球上造成了这种影响。” “这确实是我们宇宙的一个奇迹。”

本文最初发表于 NBC新闻网