Un eclipse solar total ocurre en algún lugar de la Tierra aproximadamente una vez cada 18 meses. Pero debido a que la superficie de la Tierra es principalmente océano, la mayoría de los eclipses son visibles sobre la tierra por poco tiempo, como mucho. El eclipse solar total del 21 de agosto de 2017, es diferente:su camino se extiende por tierra durante casi 90 minutos, dando a los científicos una oportunidad sin precedentes para realizar mediciones científicas desde el suelo.

Cuando la Luna se mueve frente al Sol el 21 de agosto, oscurecerá por completo el rostro brillante del sol. Esto sucede debido a una coincidencia celestial, aunque el Sol es unas 400 veces más ancho que la Luna, la Luna el 21 de agosto estará unas 400 veces más cerca de nosotros, haciendo que su tamaño aparente en el cielo sea casi igual. De hecho, la Luna nos parecerá un poco más grande que el Sol, lo que le permite oscurecer totalmente el sol durante más de dos minutos y medio en algunos lugares. Si tuvieran exactamente el mismo tamaño aparente, el eclipse total solo duraría un instante.

El eclipse revelará la atmósfera exterior del Sol, llamado la corona, que de otra manera es demasiado tenue para ver junto al sol brillante. Aunque estudiamos la corona desde el espacio con instrumentos llamados coronógrafos, que crean eclipses artificiales mediante el uso de un disco de metal para bloquear la cara del Sol, todavía hay algunas regiones inferiores de la atmósfera del Sol que solo son visibles durante los eclipses solares totales. Debido a una propiedad de la luz llamada difracción, el disco de un coronógrafo debe bloquear tanto la superficie del Sol como una gran parte de la corona para obtener imágenes nítidas. Pero debido a que la Luna está tan lejos de la Tierra, alrededor de 230, 000 millas de distancia durante el eclipse:la difracción no es un problema, y los científicos pueden medir la corona inferior con gran detalle.

La NASA está aprovechando el 21 de agosto 2017, eclipse al financiar 11 investigaciones científicas terrestres en los Estados Unidos. Seis de ellos se centran en la corona solar.

La fuente del clima espacial

Nuestro Sol es una estrella activa que libera constantemente un flujo de partículas cargadas y campos magnéticos conocidos como viento solar. Este viento solar junto con eructos discretos de material solar conocidos como eyecciones de masa coronal, puede influir en el campo magnético de la Tierra, enviar partículas lloviendo a nuestra atmósfera, y - cuando es intenso - satélites de impacto. Aunque podemos rastrear estas erupciones solares cuando salen del Sol, la clave para predecir cuándo sucederán podría estar en estudiar sus orígenes en la energía magnética almacenada en la corona inferior.

Un equipo dirigido por Philip Judge del Observatorio de Gran Altitud en Boulder, Colorado, utilizará nuevos instrumentos para estudiar la estructura del campo magnético de la corona obteniendo imágenes de esta capa atmosférica durante el eclipse. Los instrumentos tomarán imágenes de la corona para ver las huellas dactilares dejadas por el campo magnético en longitudes de onda visibles e infrarrojas cercanas desde la cima de una montaña cerca de Casper. Wyoming. Un instrumento POLARCAM, utiliza nueva tecnología basada en los ojos del camarón mantis para obtener nuevas medidas de polarización, y servirá como prueba de concepto para su uso en futuras misiones espaciales. La investigación mejorará nuestra comprensión de cómo el Sol genera el clima espacial.

"Queremos comparar entre los datos infrarrojos que estamos capturando y los datos ultravioleta registrados por el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA y el satélite Hinode de JAXA / NASA, ", dijo Judge." Este trabajo confirmará o refutará nuestra comprensión de cómo la luz en todo el espectro se forma en la corona, quizás ayude a resolver algunos desacuerdos molestos ".

Los resultados de la cámara complementarán los datos de un estudio aéreo que captura la imagen de la corona en el infrarrojo, así como otro estudio infrarrojo terrestre dirigido por Paul Bryans en el Observatorio de Gran Altitud. Bryans y su equipo se sentarán dentro de un remolque en la cima de Casper Mountain en Wyoming, y apunte un instrumento especializado al eclipse. El instrumento es un espectrómetro, que recoge la luz del Sol y separa cada longitud de onda de luz, midiendo su intensidad. Este espectrómetro en particular, llamado interferómetro aerotransportado NCAR, voluntad, por primera vez, estudio de la luz infrarroja emitida por la corona solar.

"Estos estudios son complementarios. Tendremos la información espectral, que revela las longitudes de onda componentes de la luz, ", dijo Bryans." Y el equipo de Philip Judge tendrá la resolución espacial para saber de dónde vienen ciertas características ".

Estos nuevos datos ayudarán a los científicos a caracterizar el complejo campo magnético de la corona, información crucial para comprender y eventualmente ayudar a pronosticar los eventos climáticos espaciales. Los científicos ampliarán su estudio analizando sus resultados junto con las correspondientes observaciones basadas en el espacio de otros instrumentos a bordo del Observatorio de Dinámica Solar de la NASA y el Hinode conjunto NASA / JAXA.

En Madrás, Oregón, un equipo de científicos de la NASA dirigido por Nat Gopalswamy en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, apuntará una nueva, cámara de polarización especializada en la tenue atmósfera exterior del Sol, la corona, tomando exposiciones de varios segundos a cuatro longitudes de onda seleccionadas en poco más de dos minutos. Sus imágenes capturarán datos sobre la temperatura y la velocidad del material solar en la corona. Actualmente, estas mediciones solo se pueden obtener a partir de observaciones terrestres durante un eclipse solar total.

Para estudiar la corona en momentos y lugares fuera de un eclipse total, los científicos usan coronógrafos, que imitan los eclipses mediante el uso de discos sólidos para bloquear la cara del Sol de forma muy similar a como lo hace la sombra de la Luna. Los coronógrafos típicos utilizan un filtro polarizador en un mecanismo que gira en tres ángulos, uno después del otro, para cada filtro de longitud de onda. La nueva cámara está diseñada para eliminar este torpe, proceso que requiere mucho tiempo, incorporando miles de pequeños filtros de polarización para leer la luz polarizada en diferentes direcciones simultáneamente. Probar este instrumento es un paso crucial para mejorar los coronógrafos y, en última instancia, nuestra comprensión de la corona, la raíz misma de la radiación solar que llena el entorno espacial de la Tierra.

Calentamiento coronal inexplicable

La respuesta a otro misterio también se encuentra en la corona inferior:se cree que guarda los secretos de una pregunta de larga data sobre cómo la atmósfera solar alcanza temperaturas tan inesperadamente altas. La corona del Sol es mucho más caliente que su superficie, que es contradictorio, ya que la energía del Sol es generada por fusión nuclear en su núcleo. Por lo general, las temperaturas bajan constantemente a medida que se aleja de esa fuente de calor, de la misma manera que se enfría a medida que se aleja del fuego, pero no es así en el caso de la atmósfera del Sol. Los científicos sospechan que las mediciones detalladas de la forma en que se mueven las partículas en la corona inferior podrían ayudarlos a descubrir el mecanismo que produce este enorme calentamiento.

Padma Yanamandra-Fisher, del Space Science Institute, dirigirá un experimento para tomar imágenes de la corona inferior con luz polarizada. La luz polarizada es cuando todas las ondas de luz están orientadas de la misma manera, y se produce cuando es ordinario, la luz no polarizada pasa a través de un medio, en este caso, los electrones de la corona solar interior.

"Midiendo el brillo polarizado de la corona solar interior y utilizando modelos numéricos, podemos extraer el número de electrones a lo largo de la línea de visión, ", dijo Yanamandra-Fisher." Esencialmente, estamos mapeando la distribución de electrones libres en la corona solar interior ".

El mapeo de la corona interna en luz polarizada para revelar la densidad de las elecciones es un factor crítico en el modelado de ondas coronales. una posible fuente de calentamiento coronal. Junto con imágenes de luz no polarizada recopiladas por el proyecto de ciencia ciudadana financiado por la NASA llamado Citizen CATE, que recopilará imágenes de eclipses de todo el país, Estas mediciones de luz polarizada podrían ayudar a los científicos a abordar la cuestión de las temperaturas inusualmente altas de la corona solar.

Shadia Habbal, del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawái en Honolulu, dirigirá un equipo de científicos para obtener imágenes del Sol durante el eclipse solar total. El largo camino del eclipse sobre la tierra le permite al equipo obtener imágenes del Sol desde cinco sitios en cuatro estados diferentes. a unas 600 millas de distancia, permitiéndoles rastrear cambios a corto plazo en la corona y aumentando las probabilidades de buen tiempo.

Usarán espectrómetros, que analizan la luz emitida por diferentes elementos ionizados en la corona. Los científicos también usarán filtros únicos para obtener imágenes selectivas de la corona en ciertos colores, lo que les permite sondear directamente la física de la atmósfera exterior del Sol.

Con estos datos, pueden explorar la composición y temperatura de la corona, y medir la velocidad de las partículas que fluyen desde el Sol. Los diferentes colores corresponden a diferentes elementos:níquel, hierro y argón, que han perdido electrones, o ha sido ionizado, en el calor extremo de la corona, y cada elemento se ioniza a una temperatura específica. Al analizar dicha información en conjunto, los científicos esperan comprender mejor los procesos que calientan la corona.

Amir Caspi del Southwest Research Institute en Boulder, Colorado, y su equipo utilizará dos de los jets de investigación WB-57F de la NASA para tomar observaciones de telescopios gemelos montados en las narices de los aviones. Capturarán las imágenes más claras de la atmósfera exterior del Sol, la corona, hasta la fecha y las primeras imágenes térmicas de Mercurio. revelando cómo varía la temperatura a lo largo del