Εγγραφείτε στο επιστημονικό ενημερωτικό δελτίο του CNN στο Wonder Theory. Εξερευνήστε το σύμπαν με νέα σχετικά με συναρπαστικές ανακαλύψεις, επιστημονικές προόδους και πολλά άλλα.
Οι εκλείψεις εμπνέουν δέος και φέρνουν κοντά τους ανθρώπους για να παρατηρήσουν ένα συναρπαστικό ουράνιο φαινόμενο, αλλά αυτά τα κοσμικά γεγονότα επιτρέπουν επίσης στους επιστήμονες να αποκαλύψουν μυστήρια του ηλιακού συστήματος.
Κατά τη διάρκεια της ολικής έκλειψης ηλίου στις 8 Απριλίου, όταν το φεγγάρι κρύβει προσωρινά το πρόσωπο του ήλιου για εκατομμύρια ανθρώπους στο Μεξικό, τις Ηνωμένες Πολιτείες και τον Καναδά, θα διεξαχθούν αρκετά πειράματα για την καλύτερη κατανόηση ορισμένων από τα μεγαλύτερα άλυτα ερωτήματα σχετικά με τη χρυσή σφαίρα. .
Η NASA θα εκτοξεύσει πυραύλους και αεροσκάφη μεγάλου υψόμετρου WB-57 για να εξερευνήσει πτυχές του Ήλιου και της Γης που είναι δυνατές μόνο κατά τη διάρκεια μιας ηλιακής έκλειψης. Η προσπάθεια είναι μέρος μιας μακράς ιστορίας προσπαθειών συλλογής πολύτιμων δεδομένων και παρατηρήσεων όταν το φεγγάρι μπλοκάρει προσωρινά το ηλιακό φως.
Ίσως ένα από τα πιο διάσημα επιστημονικά ορόσημα που σχετίζονται με μια ηλιακή έκλειψη συνέβη στις 29 Μαΐου 1919, όταν μια ολική ηλιακή έκλειψη παρείχε στοιχεία για τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν, την οποία ο επιστήμονας περιέγραψε για πρώτη φορά συστηματικά το 1916, σύμφωνα με τη NASA.
Ο Αϊνστάιν είχε προτείνει ότι η βαρύτητα ήταν το αποτέλεσμα της παραμόρφωσης του χρόνου και του χώρου που παραμόρφωσε τον ιστό του σύμπαντος. Ως παράδειγμα, ο Αϊνστάιν πρότεινε ότι η βαρυτική επίδραση ενός μεγάλου αντικειμένου όπως ο Ήλιος θα μπορούσε να εκτρέψει το φως που εκπέμπεται από ένα άλλο αντικείμενο, όπως ένα αστέρι σχεδόν πίσω του, προκαλώντας το αντικείμενο να φαίνεται λίγο πιο μακριά από την προοπτική της Γης. Μια επιστημονική αποστολή για την παρατήρηση άστρων από τη Βραζιλία και τη Δυτική Αφρική με επικεφαλής τον Άγγλο αστρονόμο Sir Arthur Eddington κατά τη διάρκεια της ηλιακής έκλειψης του 1919 διαπίστωσε ότι ορισμένα αστέρια στην πραγματικότητα φαινόταν να βρίσκονται σε λάθος μέρος, επιβεβαιώνοντας τη θεωρία του Αϊνστάιν.
Το εύρημα είναι μόνο ένα από τα πολλά επιστημονικά ευρήματα που σχετίζονται με τις εκλείψεις.
Κατά τη διάρκεια της έκλειψης ηλίου του 2017 που διέσχισε τις Ηνωμένες Πολιτείες, η NASA και άλλες διαστημικές υπηρεσίες πραγματοποίησαν παρατηρήσεις χρησιμοποιώντας 11 διαφορετικά διαστημόπλοια και δύο αεροσκάφη μεγάλου υψόμετρου.
Τα δεδομένα που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια αυτής της έκλειψης βοήθησαν τους επιστήμονες να προβλέψουν με ακρίβεια πώς θα έμοιαζε το στέμμα του ήλιου ή η καυτή εξωτερική ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια των ηλιακών εκλείψεων το 2019 και το 2021. Φαίνεται σαν ένα φωτοστέφανο γύρω από τον ήλιο κατά τη διάρκεια μιας ηλιακής έκλειψης, όταν το μεγαλύτερο μέρος του ηλιακού φωτός προέρχεται από η σελήνη είναι μπλοκαρισμένη, γεγονός που διευκολύνει την εξέταση.
Γιατί το στέμμα είναι εκατομμύρια βαθμούς θερμότερο από την πραγματική επιφάνεια του ήλιου είναι ένα από τα διαρκή μυστήρια που περιβάλλουν το αστέρι μας. Μια μελέτη του 2021 βρήκε μερικά νέα στοιχεία που δείχνουν ότι η κορώνα διατηρεί μια σταθερή θερμοκρασία, παρόλο που ο Ήλιος διέρχεται από έναν κύκλο 11 ετών φθίνουσας και αποτρίχωσης. Σύμφωνα με τη NASA, τα αποτελέσματα ήταν δυνατά χάρη σε περισσότερα από δέκα χρόνια παρατηρήσεων της έκλειψης ηλίου.
Ενώ ο ήλιος ήταν πιο ήσυχος κατά τις προηγούμενες εκλείψεις, φέτος φτάνει στο αποκορύφωμα της δραστηριότητάς του, γνωστό ως ηλιακό μέγιστο, δίνοντας στους επιστήμονες μια σπάνια ευκαιρία.
Και κατά τη διάρκεια της έκλειψης ηλίου στις 8 Απριλίου, οι πολίτες επιστήμονες και οι ερευνητικές ομάδες θα μπορούσαν να κάνουν νέες ανακαλύψεις που μπορεί να διευρύνουν την κατανόησή μας για το μέρος του σύμπαντος.
Στείλτε πυραύλους σε έκλειψη Ηλίου
Η παρατήρηση του Ήλιου κατά τη διάρκεια των εκλείψεων βοηθά επίσης τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πώς ρέει ηλιακό υλικό από τον Ήλιο. Τα φορτισμένα σωματίδια γνωστά ως πλάσμα δημιουργούν διαστημικό καιρό που αλληλεπιδρά με ένα ανώτερο στρώμα της ατμόσφαιρας της Γης που ονομάζεται ιονόσφαιρα. Η περιοχή λειτουργεί ως όριο μεταξύ της κατώτερης ατμόσφαιρας της Γης και του διαστήματος.
Η ηλιακή δραστηριότητα υψηλής ενέργειας που εκλύεται από τον Ήλιο κατά τη διάρκεια του ηλιακού μέγιστου θα μπορούσε να επηρεάσει τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό και την υποδομή επικοινωνιών. Πολλοί δορυφόροι κοντά στη Γη και ραδιοκύματα λειτουργούν στην ιονόσφαιρα, πράγμα που σημαίνει ότι ο δυναμικός καιρός στο διάστημα επηρεάζει το GPS και τις ραδιοεπικοινωνίες μεγάλης εμβέλειας.
Τα πειράματα για τη μελέτη της ιονόσφαιρας κατά τη διάρκεια της έκλειψης περιλαμβάνουν βόλτες με αερόστατο σε μεγάλο υψόμετρο και ένα πρόγραμμα επιστήμης πολιτών που καλεί ερασιτέχνες ραδιοφωνικούς να συμμετάσχουν. Οι χειριστές σε διαφορετικές τοποθεσίες θα καταγράφουν την ισχύ των σημάτων τους και την απόσταση που διανύουν κατά τη διάρκεια της έκλειψης για να δουν πώς οι αλλαγές στην ιονόσφαιρα επηρεάζουν τα σήματα. Οι ερευνητές διεξήγαγαν επίσης αυτό το πείραμα κατά τη διάρκεια της δακτυλιοειδούς ηλιακής έκλειψης τον Οκτώβριο του 2023, όταν το φεγγάρι δεν απέκλεισε πλήρως το ηλιακό φως και τα δεδομένα αναλύονται ακόμη.
Σε ένα άλλο επαναλαμβανόμενο πείραμα, τρεις πύραυλοι θα εκτοξευθούν διαδοχικά από την Πτήση Wallops της NASA στη Βιρτζίνια πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την έκλειψη για να μετρηθεί πώς η ξαφνική εξαφάνιση του ηλιακού φωτός επηρεάζει την ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης.
Ο Aroh Barjatya, καθηγητής Μηχανικής Φυσικής στο Αεροναυτικό Πανεπιστήμιο Embry-Riddle στην παραλία Daytona της Φλόριντα, ηγείται του πειράματος που ονομάζεται «Ατμοσφαιρικές διαταραχές γύρω από το μονοπάτι της έκλειψης», το οποίο διεξήχθη για πρώτη φορά κατά τη διάρκεια της δακτυλιοειδούς έκλειψης ηλίου του Οκτωβρίου.
Κάθε πύραυλος θα εκτοξεύει τέσσερα επιστημονικά όργανα μεγέθους μπουκαλιού αναψυκτικού στο μονοπάτι της ολότητας για να μετρήσει τις αλλαγές στη θερμοκρασία, την πυκνότητα των σωματιδίων και τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία στην ιονόσφαιρα περίπου 55 έως 310 μίλια (90 έως 500 χιλιόμετρα) πάνω από το έδαφος.
«Η κατανόηση της ιονόσφαιρας και η ανάπτυξη μοντέλων που μας βοηθούν να προβλέψουμε τις διακοπές είναι κρίσιμης σημασίας για τη διασφάλιση της ομαλής λειτουργίας του ολοένα και πιο εξαρτώμενου από τις επικοινωνίες κόσμου μας», δήλωσε ο Barjatya σε δήλωση.
Οι πύραυλοι θα φτάσουν σε μέγιστο ύψος τα 260 μίλια (420 χιλιόμετρα) κατά τη διάρκεια της πτήσης.
Κατά τη διάρκεια της δακτυλιοειδούς έκλειψης ηλίου το 2023, τα όργανα στους πυραύλους μέτρησαν απότομες, στιγμιαίες αλλαγές στην ιονόσφαιρα.
«Είδαμε τις παρεμβολές που θα μπορούσαν να επηρεάσουν τις ραδιοεπικοινωνίες στον δεύτερο και τον τρίτο πύραυλο, αλλά όχι στον πρώτο πύραυλο, ο οποίος συνέβη πριν από την κορύφωση της τοπικής έκλειψης ηλίου», είπε ο Μπαρτζάτια. «Είμαστε ενθουσιασμένοι που θα το εκτοξεύσουμε ξανά κατά τη διάρκεια της ολικής έκλειψης ηλίου για να δούμε αν οι διαταραχές ξεκινούν από το ίδιο υψόμετρο και αν η ισχύς και το μέγεθός τους παραμένουν τα ίδια».
Επιπλέουν πάνω από τα σύννεφα
Τρία διαφορετικά πειράματα διεξάγονται στο ερευνητικό αεροσκάφος της NASA σε μεγάλο ύψος, γνωστό ως WB-57.
Τα WB-57 μπορούν να μεταφέρουν σχεδόν 9.000 λίβρες (4.082 κιλά) επιστημονικών οργάνων έως και 60.000 έως 65.000 πόδια (18.288 έως 19.812 μέτρα) πάνω από την επιφάνεια της Γης, καθιστώντας τα το άλογο εργασίας του προγράμματος Airborne ScienceBho της NASA, δήλωσε ο PeterNAys διευθυντής του προγράμματος επιστήμης της NASA. 57 ερευνητικό πρόγραμμα μεγάλου υψομέτρου στο Διαστημικό Κέντρο Johnson στο Χιούστον.
Το πλεονέκτημα της χρήσης του WB-57 είναι ότι ένας πιλότος και ένας χειριστής εξοπλισμού μπορούν να πετάξουν πάνω από τα σύννεφα για περίπου 6 ½ ώρες χωρίς ανεφοδιασμό, εντός της συνολικής τροχιάς της ηλιακής έκλειψης, η οποία εκτείνεται στο Μεξικό και τις Ηνωμένες Πολιτείες, η οποία είναι συνεχής και ανεμπόδιστη θέα. Λόγω της τροχιάς του αεροσκάφους, τα όργανα παραμένουν στη σκιά του φεγγαριού περισσότερο από ό,τι στη Γη. Τέσσερα λεπτά ολότητας στο έδαφος θα ήταν περισσότερο σαν έξι λεπτά ολότητας στο αεροπλάνο, είπε ο Layshock.
Ένα πείραμα θα επικεντρωθεί επίσης στην ιονόσφαιρα, χρησιμοποιώντας ένα όργανο που ονομάζεται ιονοσόνδη, το οποίο λειτουργεί σαν ραντάρ στέλνοντας σήματα ραδιοφώνου υψηλής συχνότητας και ακούγοντας την ηχώ που ανακλάται από την ιονόσφαιρα για να προσδιορίσει τον αριθμό των φορτισμένων σωματιδίων που περιέχει για κατανάλωση.
Τα άλλα δύο πειράματα θα επικεντρωθούν στον κορώνα. Ένα έργο θα χρησιμοποιήσει κάμερες και φασματόμετρα για να αποκαλύψει περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τη θερμοκρασία και τη χημική σύνθεση του κορώνα και να συλλέξει δεδομένα για μεγάλες εκρήξεις ηλιακού υλικού από τον Ήλιο, γνωστές ως στεφανιαίες εκτοξεύσεις μάζας.
Ένα άλλο έργο με επικεφαλής τον Amir Caspi, ανώτερο επιστήμονα στο Southwest Research Institute στο Boulder του Κολοράντο, στοχεύει στη λήψη εικόνων της έκλειψης από 50.000 πόδια (15.240 μέτρα) πάνω από την επιφάνεια της Γης με την ελπίδα να αποκαλύψει δομές και λεπτομέρειες μέσα για να κατασκοπεύσει τη μέση και χαμηλότερο στέμμα κατά την έκλειψη. Χρησιμοποιώντας κάμερες υψηλής ταχύτητας, υψηλής ανάλυσης που μπορούν να τραβήξουν εικόνες σε ορατό και υπέρυθρο φως, το πείραμα θα αναζητήσει επίσης αστεροειδείς σε τροχιά υπό το φως του ήλιου.
«Στο υπέρυθρο, δεν ξέρουμε πραγματικά τι πρόκειται να δούμε, και αυτό είναι μέρος του μυστηρίου αυτών των σπάνιων παρατηρήσεων», είπε ο Κάσπι. «Κάθε έκλειψη σάς δίνει μια νέα ευκαιρία να επεκτείνετε τα πράγματα παίρνοντας όσα μάθατε από την τελευταία έκλειψη και λύνοντας ένα νέο κομμάτι του παζλ».
Για περισσότερες ειδήσεις και ενημερωτικά δελτία του CNN, δημιουργήστε έναν λογαριασμό στο CNN.com