El 8 de abril se producirá un eclipse solar total en toda América del Norte. Estos eventos ocurren cuando la luna pasa entre el sol y la Tierra, bloqueando completamente la cara del sol. Esto sumerge a los observadores en una oscuridad similar al amanecer o al anochecer.

Durante el próximo eclipse, la trayectoria de totalidad, donde los observadores experimentan la parte más oscura de la sombra de la Luna (la umbra), cruza México, forma un arco hacia el noreste a través de Texas, el Medio Oeste y entra brevemente en Canadá antes de terminar en Maine.

Los eclipses solares totales ocurren aproximadamente cada 18 meses en algún lugar de la Tierra. El último eclipse solar total que cruzó Estados Unidos tuvo lugar el 21 de agosto de 2017.

Un equipo internacional de científicos, dirigido por la Universidad de Aberystwyth, llevará a cabo experimentos cerca de Dallas, en un lugar en el camino de la totalidad. El equipo está formado por Ph.D. estudiantes e investigadores de la Universidad de Aberystwyth, el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Maryland y el Caltech (Instituto de Tecnología de California) en Pasadena.

Hay ciencia valiosa que hacer durante los eclipses que es comparable o mejor que la que podemos lograr a través de misiones espaciales. Nuestros experimentos también pueden arrojar luz sobre un antiguo enigma sobre la parte más externa de la atmósfera del Sol:su corona.

La intensa luz del sol es bloqueada por la luna durante un eclipse solar total. Esto significa que podemos observar la tenue corona del Sol con una claridad increíble, desde distancias muy cercanas al Sol, hasta varios radios solares. Un radio es la distancia equivalente a la mitad del diámetro del sol, unos 696.000 km (432.000 millas).

Medir la corona es extremadamente difícil sin un eclipse. Requiere un telescopio especial llamado coronógrafo que está diseñado para bloquear la luz directa del sol. Esto permite resolver la luz más débil de la corona. La claridad de las mediciones de eclipses supera incluso a los coronógrafos basados ​​en el espacio.

También podemos observar la corona con un presupuesto relativamente pequeño en comparación con, por ejemplo, las misiones de naves espaciales. Un enigma persistente sobre la corona es la observación de que es mucho más caliente que la fotosfera (la superficie visible del sol). A medida que nos alejamos de un objeto caliente, la temperatura circundante debería disminuir, no aumentar. Cómo se calienta la corona a temperaturas tan altas es una cuestión que investigaremos.

Disponemos de dos instrumentos científicos principales. El primero de ellos es el Cip (polarímetro de imágenes coronales). Cip es también la palabra galesa para "mirada" o "mirada rápida". El instrumento toma imágenes de la corona solar con un polarizador.

La luz que queremos medir de la corona está altamente polarizada, lo que significa que está formada por ondas que vibran en un único plano geométrico. Un polarizador es un filtro que deja pasar la luz con una polarización particular, mientras bloquea la luz con otras polarizaciones.

Las imágenes del Cip nos permitirán medir propiedades fundamentales de la corona, como su densidad. También arrojará luz sobre fenómenos como el viento solar. Se trata de una corriente de partículas subatómicas en forma de plasma (materia sobrecalentada) que fluye continuamente hacia afuera desde el sol. Cip podría ayudarnos a identificar fuentes en la atmósfera solar de ciertas corrientes de viento solar.

Las mediciones directas del campo magnético en la atmósfera del Sol son difíciles. Pero los datos del eclipse deberían permitirnos estudiar su estructura a escala fina y rastrear la dirección del campo. Podremos ver hasta qué punto se extienden desde el sol estructuras magnéticas llamadas grandes bucles magnéticos "cerrados". Esto, a su vez, nos dará información sobre las condiciones magnéticas a gran escala en la corona.

El segundo instrumento es Chils (espectrómetro lineal coronal de alta resolución). Recoge espectros de alta resolución, donde la luz se separa en los colores que la componen. Aquí buscamos una firma espectral particular del hierro emitido por la corona.

Consta de tres líneas espectrales, donde la luz se emite o absorbe en un rango de frecuencia estrecho. Cada uno de ellos se genera en un rango diferente de temperaturas (en millones de grados), por lo que su brillo relativo nos informa sobre la temperatura coronal en diferentes regiones.

El mapeo de la temperatura de la corona informa modelos avanzados basados ​​en computadora de su comportamiento. Estos modelos deben incluir mecanismos sobre cómo se calienta el plasma coronal a temperaturas tan altas. Dichos mecanismos podrían incluir, por ejemplo, la conversión de ondas magnéticas en energía de plasma térmico. Si demostramos que algunas regiones son más cálidas que otras, esto se puede replicar en modelos.

El eclipse de este año también ocurre durante una época de mayor actividad solar, por lo que podríamos observar una eyección de masa coronal (CME). Se trata de enormes nubes de plasma magnetizado que son expulsadas de la atmósfera del sol al espacio. Pueden afectar la infraestructura cercana a la Tierra y causar problemas a satélites vitales.

Muchos aspectos de las CME no se conocen bien, incluida su evolución temprana cerca del sol. La información espectral de las CME nos permitirá obtener información sobre su termodinámica y su velocidad y expansión cerca del sol.

Nuestros instrumentos para eclipses han sido propuestos recientemente para una misión espacial llamada misión de ocultación solar habilitada por la luna (Mesom). El plan es orbitar la luna para obtener observaciones de eclipses más frecuentes y prolongadas. Se está planificando como una misión de la Agencia Espacial del Reino Unido que involucra a varios países, pero dirigida por el University College London, la Universidad de Surrey y la Universidad de Aberystwyth.

También contaremos con una cámara comercial avanzada de 360 ​​grados para recopilar videos del eclipse del 8 de abril y el sitio de observación. El vídeo es valioso para eventos de divulgación pública, donde destacamos el trabajo que hacemos y ayuda a generar interés público en nuestra estrella local, el sol.