Научные исследования NASA во время полного солнечного затмения в августе

Каждый раз, когда Луна закрывает Солнце во время полного солнечного затмения, небо темнеет, и на мгновение открывается тонкая атмосфера Солнца — корона. Эти моменты предоставляют уникальные возможности для углубленного изучения нашего светила и его влияния на Землю.

12 августа, когда следующее полное солнечное затмение пройдет над Гренландией, Исландией и Испанией, научные группы, финансируемые NASA, будут следовать за тенью Луны, используя высоколетящие самолеты и научные воздушные шары для исследования динамики Солнца и воздействия временного затемнения на атмосферу.

"С нашей уникальной перспективы на Земле во время полного солнечного затмения ученые могут исследовать корону Солнца так, как это невозможно сделать из любой другой точки солнечной системы," — говорит Келли Коррек, менеджер программы затмений в штаб-квартире NASA в Вашингтоне. "Солнце влияет на нашу повседневную жизнь, спутники и астронавтов в космосе, и мы можем воспользоваться этой возможностью, чтобы углубить наше понимание этого влияния."

На борту высоколетящего исследовательского самолета NASA WB-57 установлена система из четырех камер, которые будут делать высококачественные изображения короны в различных диапазонах видимого и инфракрасного света. Эти камеры, разработанные командой NASA Scientifically Calibrated In-Flight Imagery (SCIFLI) в Лэнгли, Вирджиния, будут захватывать не менее 20 изображений в секунду, фиксируя структуры, выбросы и быстрые изменения в короне во время полного солнечного затмения.

С помощью этих изображений ученые надеются узнать больше о формировании протуберанцев (солнечного материала, который зависает над поверхностью Солнца), лучше понять корону и то, как она нагревается до почти миллиона градусов, а также исследовать связь между материалом в короне и солнечным ветром, который вытекает из Солнца по всей солнечной системе.

Следуя за тенью Луны, самолет сможет продлить время наблюдения за короной. На земле максимальное время наблюдения короны составит две минуты и 18 секунд. Однако, летая по пути затмения со скоростью 460 миль в час, самолет сможет наблюдать корону почти три минуты.

NASA WB-57 будет летать на высоте 50 000 футов, выше облаков, которые могут затруднить видимость короны с земли. Эта высота также позволяет камерам наблюдать некоторые инфракрасные диапазоны, которые поглощаются нижними слоями атмосферы, прежде чем достигнуть поверхности, и корона ранее наблюдалась в этих диапазонах всего несколько раз.

Инструмент, известный как SCIFLI Multispectral Airborne Imager, или SAMI, также летал на WB-57 во время полного солнечного затмения 8 апреля 2024 года, предоставляя ценные изображения и информацию о короне. Однако главный исследователь проекта, Амир Каспи из Института юго-запада в Боулдере, Колорадо, утверждает, что каждое полное солнечное затмение предоставляет новые возможности для изучения короны.

"Солнце постоянно меняется," — говорит Каспи. "Каждое затмение уникально. Мы можем увидеть то, что не видели раньше. И мы учимся на каждом затмении, как лучше наблюдать следующее."

Команда Каспи также вносит некоторые улучшения для кампании 2026 года, основываясь на уроках, извлеченных в 2024 году. Например, команда скорректирует времена экспозиции, чтобы лучше захватить яркие детали, которые были переэкспонированы в изображениях 2024 года. Они также используют программное обеспечение, разработанное с тех пор, чтобы быстрее обрабатывать и анализировать данные.

Эксперимент финансируется программой NASA по низкозатратному доступу к космосу в области гелиофизики.

Когда полное солнечное затмение внезапно затемняет дневное небо, наша атмосфера меняется способами, которые мы еще не до конца понимаем.

Поддерживаемый NASA проект Nationwide Eclipse Ballooning, возглавляемый Анджелой Дез Жарден из Университета штата Монтана, отправляет студентов из нескольких университетов США в Исландию и Испанию для запуска научных воздушных шаров до, во время и после затмения, чтобы лучше понять эти изменения.

В Исландии две команды запустят в общей сложности 80 шаров за 18 часов до затмения и восемь часов после, чтобы изучить, как затмение влияет на "пограничный слой" Земли — часть атмосферы, которая касается поверхности. Толщина пограничного слоя изменяется в зависимости от факторов, таких как температура поверхности и влажность воздуха.

Предыдущие запуски воздушных шаров во время солнечных затмений в октябре 2023 года и апреле 2024 года показали, что пограничный слой сжимается или уменьшается в толщине в местах с ясным небом, но не там, где наблюдаются облака. Ученые задаются вопросом, будет ли это иначе в Исландии в 2026 году. Изменения в пограничном слое обусловлены суточным циклом. Тем не менее, в Исландии в августе дни длинные, а ночи короткие, так что влияние ночного времени может быть не таким сильным, как в 2023 или 2024 годах.

"Сможет ли это затмение вызвать сжатие пограничного слоя?" — задается вопросом Мэтью Бернардс, профессор химического инжиниринга в Университете Айдахо, который возглавляет одну из команд в Исландии.

В Испании три команды воздушных шаров запустят в общей сложности шесть шаров с камерами на 360 градусов, чтобы запечатлеть тень затмения сверху. Эти шары также будут оснащены приборами, предназначенными для измерения уровней озона в атмосфере, который требует солнечного света для формирования. Похожие эксперименты с шарами показали, что уровень озона уменьшался во время полного затмения в апреле 2024 года. Ученые задаются вопросом, будут ли отличия в этом затмении, особенно учитывая, что оно происходит в более позднее время суток и в другое время года.

Хотя полное солнечное затмение не будет видно в США, некоторые части страны смогут наблюдать частичное солнечное затмение.