Os pesquisadores usarão câmeras instaladas em dois jatos de pesquisa WB-57 da NASA para fazer observações em movimento de alta resolução da coroa solar - as correntes etéreas de gás incandescente na atmosfera mais externa do sol que só se tornam visíveis durante um eclipse solar.
Enquanto os observadores no solo experimentam até dois minutos e meio de totalidade (quando a lua obscurece completamente o sol), a equipe financiada pela NASA liderada por Amir Caspi, astrofísico solar do Southwest Research Institute em Boulder, O Colorado utilizará os jatos para estender o período total para mais de 7 minutos, permitindo observações sem precedentes da coroa solar.
Mesmo sendo um passageiro nos jatos da NASA, requer treinamento especial, para que os astrofísicos não consigam voar com os instrumentos. Mas eles acompanharão seu experimento através de um feed de imagens ao vivo via satélite, enquanto os jatos perseguem a sombra da lua sobre Missouri, Illinois e Tennessee no auge do eclipse solar total. O feed ao vivo também será disponibilizado ao público on-line.
A sombra da lua se move muito rápido para que até os jatos possam acompanhar, de modo que os pilotos voam em uma formação cuidadosamente calculada que maximizará o tempo da totalidade, com o segundo jato retomando a perseguição apenas alguns segundos antes da totalidade do primeiro jato chega ao fim, de acordo com os pesquisadores.
"Mesmo estando separados por 100 quilômetros e voando a 750 quilômetros por hora, eles terão que cronometrar o voo suficientemente bem para estarem em 10 segundos da posição em que precisam", disse Caspi à Live Science.
Mais quente que o sol
As imagens de alta resolução capturadas pelos jatos durante o eclipse darão aos pesquisadores uma visão em movimento única da coroa do sol. Eles esperam que elucide o principal mistério da coroa: por que é tão mais quente que a superfície do sol?
"A coroa solar está a uma temperatura de milhões de graus, e a superfície visível do sol - a fotosfera - é de apenas alguns milhares de graus", disse Caspi. "Esse tipo de inversão de temperatura é incomum. Se a termodinâmica funcionasse no sentido clássico a que estamos acostumados, então você não obteria esse tipo de inversão, e a temperatura cairia à medida que você subisse".
Caspi e seus colegas esperam que suas observações revelem características dinâmicas muito finas na coroa solar, talvez na forma de ondulações ou ondas, que possam revelar processos no campo magnético do sol que, segundo se pensa, mantêm a coroa fina muito mais quente que a solar superfície.
Um segundo objetivo principal é procurar uma explicação para as grandes estruturas visíveis na coroa, disse Caspi.
"Quando você olha para a coroa, vê loops, galerias, ventiladores e serpentinas muito bem estruturados", disse ele. "O fato é que eles são muito suaves e bem organizados, e parece uma cabeça de cabelo recém penteada".
Mas os campos magnéticos que moldam a coroa se originam na superfície caótica do sol, que deverá torcer as estruturas lisas da coroa em um tapete emaranhado, disse Caspi.
Mas "todas essas estruturas permanecem estáveis e muito bem organizadas, e assim a coroa está constantemente liberando pequenos pedaços de complexidade para se manter tão bem organizada", disse ele, "e também não entendemos como esse processo acontece. "
Vista em alta altitude
Caspi explicou que observar um eclipse solar a partir de uma altitude de 50.000 pés (15.200 m) tem muitas vantagens sobre as observações do solo.
Os jatos da NASA voarão bem acima das nuvens e da maior parte da atmosfera que envolve a Terra, garantindo clima perfeito em uma época do ano em que os observadores de eclipses no solo possam esperar cerca de 50% de cobertura de nuvens, disse ele.
A atmosfera fina e a posição do sol e da lua quase diretamente no alto reduzirão ao mínimo a distorção, o que permitirá que os telescópios e as câmeras a bordo da aeronave registrem detalhes muito finos na estrutura da coroa solar, disse ele.
"Basicamente, obtemos melhor sensibilidade em todos os aspectos", disse Caspi. "Melhoramos a qualidade da imagem, aumentamos o tempo de observação, diminuímos a luz dispersa - por isso temos maior sensibilidade a tudo o que estamos tentando observar de tantas maneiras diferentes".
Os jatos de pesquisa WB-57 da NASA começaram na década de 1960 como bombardeiros B-57 Canberra. Os aviões foram então adaptados pela Força Aérea dos EUA para monitoramento climático e foram usados para coletar amostras de ar de alta atmosfera após suspeitas de testes nucleares, de acordo com a NASA.
Desde então, os jatos foram reconstruídos e adaptados com um conjunto de sofisticados instrumentos e sensores, incluindo câmeras estabilizadas de alta resolução no nariz da aeronave que podem gravar luz visível e luz infravermelha a 30 quadros por segundo.
Caspi disse que o sistema de câmeras foi desenvolvido pela NASA para monitorar os ônibus espaciais durante a reentrada na atmosfera, como uma precaução na esteira do desastre do ônibus espacial na Colômbia em 1986.
O eclipse solar total de 21 de agosto será a primeira vez que os jatos da NASA e suas câmeras serão usados para astronomia, disse Caspi.
"Portanto, além de ser uma ciência realmente incrível, esperamos que esse experimento mostre o desempenho e o potencial dessa plataforma para futuras observações astronômicas", acrescentou.
Estrela mais próxima
Caspi disse que as próximas observações têm o potencial de lançar luz sobre alguns dos mistérios remanescentes sobre a nossa estrela mais próxima e dar aos astrofísicos uma melhor compreensão de como nosso sistema solar se formou. A pesquisa pode até oferecer aos cientistas um vislumbre de como outros sistemas de planetas se formam em torno de estrelas distantes.
"A evolução do sistema solar é parcialmente impulsionada por esses ventos que saem da estrela, e eles expelem muita poeira do sistema solar interno, e essa é uma das razões pelas quais planetas rochosos se formam e gigantes gasosos tendem a mais longe ", disse Caspi.
Os vôos do eclipse também fornecerão uma rara oportunidade para os pesquisadores observarem o planeta Mercúrio com telescópios e câmeras nos jatos, disse Caspi. Eles também terão a oportunidade de procurar os indescritíveis asteróides vulcanoides que, teoricamente, existem entre Mercúrio e o sol.
Caspi explicou que as câmeras a jato teriam como objetivo observar o planeta mais interno do sistema solar, que se tornará visível no céu escuro durante o eclipse, por cerca de meia hora antes e meia hora após a totalidade.
Imagens de alta resolução de Mercúrio tiradas sob luz infravermelha permitiriam que cientistas planetários estudassem a superfície do planeta em torno do terminador do amanhecer, onde a noite gelada e fria de Mercúrio dá lugar ao seu dia escaldante, para aprender mais sobre o material que compõe o planeta. superfície.
"O lado diurno de Mercúrio é assado a 400 graus Celsius e o lado noturno é frio a menos 156 graus Celsius, mas o que não sabemos é quanto tempo é preciso ir do quente ao frio. "
Usando a luz infravermelha, os cientistas poderão medir as propriedades do solo do planeta, não apenas na superfície, mas até alguns centímetros abaixo da superfície, o que poderia ajudar os pesquisadores a descobrir do que é feita e como é densa. , ele adicionou.
"Essas observações são as primeiras de seu tipo que conhecemos, a tentar fazer um mapa de calor infravermelho de Mercúrio", disse Caspi.
