Theo đuổi Nhật thực toàn phần từ máy bay phản lực WB-57F của NASA

Đối với hầu hết người xem, ngày 21 tháng 8 năm 2017, nhật thực toàn phần sẽ kéo dài dưới hai phút rưỡi. Nhưng đối với một nhóm các nhà khoa học do NASA tài trợ, nhật thực sẽ kéo dài hơn bảy phút. Bí mật của họ? Theo bóng của Mặt trăng trong hai máy bay phản lực WB-57F được trang bị thêm.

Amir Caspi thuộc Viện nghiên cứu Tây Nam ở Boulder, Colorado và nhóm của ông sẽ sử dụng hai máy bay nghiên cứu WB-57F của NASA để đuổi theo bóng tối trên khắp nước Mỹ vào ngày 21 tháng 8. Quan sát từ kính viễn vọng đôi gắn trên mũi của máy bay, Caspi sẽ ghi lại những hình ảnh rõ nét nhất về bầu khí quyển bên ngoài của Mặt trời corona cho đến nay và những hình ảnh nhiệt đầu tiên của Sao Thủy, cho thấy nhiệt độ thay đổi như thế nào trên bề mặt hành tinh.

Dan Seaton, đồng điều tra viên của dự án và nhà nghiên cứu tại Đại học Colorado ở Boulder, Colorado cho biết: “Đây có thể trở thành những quan sát tốt nhất từ ​​trước đến nay về các hiện tượng tần số cao trong corona”. “Kéo dài thời gian quan sát và lên độ cao rất lớn có thể cho phép chúng ta thấy một vài sự kiện hoặc theo dõi sóng mà về cơ bản là vô hình chỉ trong hai phút quan sát từ mặt đất.”

Nhật thực toàn phần cung cấp một cơ hội hiếm có cho các nhà khoa học nghiên cứu về Mặt trời, đặc biệt là bầu khí quyển của nó. Khi Mặt trăng che phủ hoàn toàn Mặt trời và ngăn chặn hoàn hảo ánh sáng của nó trong nhật thực, corona mờ nhạt thường dễ dàng nhìn thấy trên bầu trời tối. NASA đang tài trợ cho 11 dự án khoa học trên khắp nước Mỹ để các nhà khoa học tận dụng sự kiện thiên văn độc đáo này để tìm hiểu thêm về Mặt trời và ảnh hưởng của nó đối với bầu khí quyển trên trái đất.

Các corona được làm nóng đến hàng triệu độ, nhưng các tầng khí quyển thấp hơn như quang quyển – bề mặt có thể nhìn thấy của Mặt trời chỉ bị nung nóng đến vài nghìn độ. Các nhà khoa học không chắc chắn làm thế nào sự đảo ngược này xảy ra. Một giả thuyết cho rằng sóng từ gọi là sóng Alfvén liên tục truyền năng lượng vào bầu khí quyển bên ngoài của Mặt trời, nơi nó bị tiêu tán dưới dạng nhiệt. Ngoài ra, các vụ nổ vi mô, được gọi là các sợi nano quá nhỏ và thường xuyên để phát hiện riêng lẻ, nhưng với hiệu ứng tập thể lớn có thể giải phóng nhiệt vào corona.

Do những hạn chế về công nghệ, chưa ai trực tiếp nhìn thấy các sợi nano, nhưng hình ảnh độ phân giải cao và tốc độ cao được chụp từ máy bay phản lực WB-57F có thể tiết lộ tác dụng của chúng đối với corona. Các hình ảnh độ phân giải cao, được chụp 30 lần mỗi giây, sẽ được phân tích cho chuyển động sóng trong corona để xem liệu sóng di chuyển tới hoặc ra khỏi bề mặt Mặt trời, và với cường độ và kích cỡ.

“Chúng tôi thấy bằng chứng về việc sưởi ấm bằng sợi nano, nhưng chúng tôi không biết chúng xảy ra ở đâu”, Caspi nói. “Nếu chúng xảy ra cao hơn trong corona, chúng ta có thể mong đợi nhìn thấy sóng di chuyển xuống dưới, vì những vụ nổ nhỏ xảy ra và cấu hình lại các từ trường.”

Theo cách này, các sợi nano cũng có thể là liên kết bị thiếu chịu trách nhiệm gỡ rối mớ hỗn độn của các đường sức từ trên bề mặt Mặt trời, giải thích lý do tại sao corona có các vòng lặp gọn gàng và quạt trơn tru của từ trường. Hướng và bản chất của sóng quan sát cũng sẽ giúp phân biệt giữa các mô hình cạnh tranh của sưởi ấm vành.

Hai chiếc máy bay, phóng từ Trường Ellington gần Trung tâm Vũ trụ Johnson của NASA ở Houston sẽ quan sát nhật thực toàn phần trong khoảng ba phút rưỡi mỗi khi chúng bay qua Missouri, Illinois và Tennessee. Bằng cách bay cao trong tầng bình lưu, các quan sát được thực hiện bằng kính viễn vọng trên tàu sẽ tránh nhìn qua phần lớn bầu khí quyển của Trái đất, cải thiện đáng kể chất lượng hình ảnh. Ở độ cao 50.000 feet của các máy bay, bầu trời tối hơn 20-30 lần so với mặt đất và có sự nhiễu loạn khí quyển ít hơn, cho phép nhìn thấy các cấu trúc và chuyển động tốt trong corona của Mặt trời.

Hình ảnh của Mặt trời chủ yếu sẽ được chụp ở bước sóng ánh sáng khả kiến, cụ thể là ánh sáng xanh phát ra từ sắt bị ion hóa cao, quá nhiệt bởi corona. Ánh sáng này là tốt nhất để hiển thị các cấu trúc tốt trong bầu khí quyển bên ngoài của Mặt trời. Những hình ảnh này bổ sung cho các kính viễn vọng trên không gian, như Đài thiên văn Động lực học Mặt trời của NASA, chụp ảnh chủ yếu dưới ánh sáng cực tím và không có khả năng chụp ảnh tốc độ cao có thể chụp được trên tàu WB-57F.

Các quan sát của Sao Thủy cũng sẽ được thực hiện trong nửa giờ trước và sau khi toàn bộ, khi bầu trời vẫn còn tương đối tối. Những hình ảnh này, được chụp trong vùng hồng ngoại, sẽ là nỗ lực đầu tiên để lập bản đồ sự thay đổi nhiệt độ trên bề mặt hành tinh.

Sao Thủy quay chậm hơn nhiều so với Trái đất – một ngày Mercurial là khoảng 59 ngày Trái đất – do đó, ban đêm nguội đi vài trăm độ dưới 0 trong khi các ngày ban ngày ở mức 800 F. Hình ảnh sẽ cho thấy bề mặt nguội đi nhanh như thế nào, cho phép các nhà khoa học biết đất được làm từ gì và dày đặc như thế nào. Những kết quả này sẽ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cách Sao Thủy và các hành tinh đá khác có thể hình thành.

Những hình ảnh của corona cũng sẽ cho phép nhóm nghiên cứu tìm kiếm một gia đình giả thuyết về các tiểu hành tinh được gọi là Vulcanoids. Nó nghĩ rằng những vật thể này có quỹ đạo giữa Mặt trời và Sao Thủy, và còn sót lại từ sự hình thành của hệ mặt trời. Nếu được phát hiện, Vulcanoids có thể thay đổi những gì các nhà khoa học hiểu về sự hình thành hành tinh.

Nguồn tin tức:

Tài liệu được cung cấp bởi Trung tâm bay không gian NASA / Goddard . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.