Это составное изображение показывает затмение Солнца 21 августа 2017 года, последнее полное солнечное затмение. Слабый диск Луны виден в центре, и его окружают бледные пучки солнечной короны. 2 июля ученые будут наблюдать еще одно затмение в некоторых частях Южной Америки.
Два года назад ученые вывезли телескопы и другое оборудование в поля и в горы по всей территории Соединенных Штатов для небесного зрелища: Великого американского затмения 2017 года.
Теперь они сделают это снова. 2 июля следующее полное солнечное затмение будет видно незадолго до заката из Тихого океана и некоторых районов Чили и Аргентины.
Наблюдатели «Затмения» надеются изучить некоторые из тех же солнечных загадок, что и в прошлый раз, включая природу магнитного поля нашей звезды и то, как тепло движется через тонкую внешнюю атмосферу Солнца, известную как корона . Но каждое затмение уникально, и в этом году мероприятие предлагает свои уникальные возможности и проблемы.
«Есть много разных внешних вещей, в которых вам нужно везение»,— говорит астроном Джей Пасахофф (Jay Pasachoff) из колледжа Уильямс (Williams College) в Уильямстауне (Williamstown), штат Массачусетс, который будет наблюдать свое 35-е полное солнечное затмение в Межамериканской обсерватории Серро-Тололо (Cerro Tololo). в северной части Чили. Вот некоторые проблемы и потенциальные выгоды, с которыми сталкиваются астрономы.

1. Солнце в период низкой солнечной активности.

С научной точки зрения, одной из основных причин наблюдения полного солнечного затмения является возможность увидеть корону, чьи пучки и усики плазмы видны только тогда, когда солнечный диск заблокирован. Этот регион может служить ключом к прогнозированию летучих всплесков солнца, включая гигантские вспышки плазмы, называемые выбросами корональной массы, которые могут нанести ущерб спутникам и электрическим сетям, если они попадут на Землю. Корона — одна из наименее понятых частей нашей ближайшей звезды.
Эта анимация показывает путь полного солнечного затмения 2019 года над Тихим океаном и Южной Америкой. Серая тень обозначает области, где будет наблюдаться частичное затмение, а черная точка — тень луны, где зрители увидят полное затмение.
Тем не менее, «некоторые научные наблюдения, которые мы можем сделать, зависят от того, что происходит на Солнце в это конкретное время»,— говорит физик по солнечной энергии Пол Брайанс (Paul Bryans) из Национального центра атмосферных исследований (National Center for Atmospheric Research) в Боулдере (Boulder), штат Колорадо.
В каждом затмении корона выглядит по-разному, отчасти благодаря 11-летнему циклу магнитной активности Солнца. Магнитные поля в короне управляют движениями ее пучков и оборотов и определяют, когда Солнце испускает более мощные всплески, такие как вспышки или массовые выбросы. Ученые никогда не измеряли магнитные поля короны напрямую, но они продолжают попытки.
В 2017 году солнце находилось в периоде низкой магнитной активности, демонстрируя жалкое количество солнечных пятен, вспышек и выбросов корональной массы. В этом году активность еще ниже. «Мы находимся в минимуме цикла солнечных пятен»,— говорит Пасахофф. «Если вы посмотрите на изображение солнца сегодня, оно совершенно пустое».
Это везение и невезение. Низкая солнечная активность означает, что определенные элементы в короне, такие как плазменные струи, которые текут вдали от полюсов Солнца, будут теперь более заметными, чем когда солнце более активно. Мимолетный взгляд на эти магнитно-управляемые перья может дать относительно редкое представление о том, как ведет себя корона.
Но низкая активность также означает, что ученые с меньшей вероятностью поймают убегающий выброс корональной массы, подобный обнаруженным Адальбертом Дингом (Adalbert Ding) из Института оптики и атомной физики (Institute for Optics and Atomic Physics) в Берлине и его коллегами в 2015 и 2017 годах.
Хотя такое извержение маловероятно, но не невозможно. По словам Брайана, солнце «производит взрывные явления во время этой тихой фазы». «Одна из причин, по которой мы проводим эти эксперименты, состоит в том, чтобы предсказать, когда произойдут подобные события».
Ученые становятся все ближе к измерению магнитного поля короны. В 2017 году физик по солнечной энергии Дженна Самра (Jenna Samra) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) и ее коллеги впервые обнаружили определенную длину волны инфракрасного света в короне. Эта длина волны, испускаемая молекулами железа, которые потеряли несколько электронов из-за сильного нагрева короны, особенно чувствительна к магнитным полям. Дальнейшие наблюдения, сосредотаченные на этом, могли бы раскрыть больше о корональном магнетизме.
В этом году команда Самры снова будет в поиске в надежде подтвердить обнаруженное в 2017 году. Она планирует управлять самолетом в тени солнца специальным спектрометром, направленным в окно. За последние два года она и ее коллеги улучшили чувствительность прибора в 20 раз, что означает, что корона будет выглядеть в 20 раз ярче, чем в 2017 году.
«Мы хотим понять, какие из наших эмиссионных линий полезны для будущих измерений магнитного поля»,— говорит она.

2. Затмение охватит узкую полосу земли.

Большая часть полного затмения в 2017 году была видна с суши, охватывающей около 4600 километров от Салема (Salem), штат Орегон, до Чарлстона (Charleston), штат Южная Каролина, что дало ученым сравнительно долгое время в темноте — около полутора часов от побережья до побережья. Сравнение внешнего вида короны с запада на восток позволяет исследователям измерить, как корона изменилась за этот период.
В этом году путь тотального пути охватывает участок южной части Тихого океана и более узкую полосу суши, примерно в 2000 км от западного Чили до восточной Аргентины. Частичное затмение будет видно в других частях двух стран, а также в Парагвае, Уругвае, Боливии, Перу, Эквадоре и в некоторых частях Бразилии, Колумбии, Панамы, Коста-Рики и Никарагуа.

От моря и до моря

Полное затмение 2019 года пересечет часть Тихого океана и Южной Америки. Хотя он будет проводить над землей меньше времени, чем затмение 2017 года, продолжительность полного цикла — когда солнце полностью заблокировано луной — при наблюдении с земли будет почти такой же длинной, около двух с половиной минут. Пятно с наибольшей продолжительностью тотальности увидит четыре минуты и 32 секунды темноты.
Полное затмение 2019 года пересечет часть Тихого океана и Южной Америки. Хотя он будет проводить над землей меньше времени, чем затмение 2017 года, продолжительность полного цикла — когда солнце полностью заблокировано луной — при наблюдении с земли будет почти такой же длинной, около двух с половиной минут. Пятно с наибольшей продолжительностью тотальности увидит четыре минуты и 32 секунды темноты.
Луна также ближе к Земле на этот раз. Таким образом, наибольшая совокупная продолжительность видимости будет четыре минуты и 32 секунды затмения, но, к сожалению, это место находится в середине южной части Тихого океана. (В 2017 году тот же период составлял около двух с половиной минут.)
Вернувшись в Чили, ученые могут ожидать около двух с половиной минут затмения. Потому что все это произойдет за несколько часов до заката, около 4:39 вечера. По местному времени многие исследователи направляются как можно дальше на запад страны, чтобы поймать максимальное количество затененного дневного света.
Некоторые группы все еще надеются получить более длительное время наблюдения за короной. Физик по солнечной энергии Шадия Хаббал (Shadia Habbal) из Гавайского университета (University of Hawaii) в Гонолулу возглавляет команду, которая будет распределяться по трем объектам: одному в Серро-Тололо в Чили и двум в Аргентине, что даст команде в общей сложности около семи минут.
Другие ученые обращаются к воздуху. Астроном Гленн Шнайдер (Glenn Schneider) из Обсерватории Стюардов (Steward Observatory) в Университете Аризоны (University of Arizona) в Тусоне (Tucson) будет преследовать тень Луны в самолете в течение почти восьми минут от острова Пасхи. И через час, достигнет Джея Пасахофф в Серро-Тололо, что даст паре примерно столько же общего времени, сколько они получили в 2017 году.
Со всеми этими наборами наблюдений «мы сможем увидеть, что может измениться, и измерить скорости в солнечной короне»,— говорит Пасахофф.

3. Солнце будет низко к земле.

Это закатное затмение может быть прекрасным для просмотра. Но это делает изучение более сложным. К тому времени, когда начинается затмение, солнце будет находиться всего лишь на 13 градусов над горизонтом. Ученым придется просматривать большую часть земной атмосферы, чтобы увидеть корону, что приводит к размытым изображениям.
Пасахов ожидает, что размытие будет настолько плохим, что он не будет беспокоиться ни об одном измерении, которое он сделал в 2017 году. Тогда его команда искала быстрые колебания на определенной длине волны света, чтобы измерить температуру короны и проверить, почему она намного горячее солнечной. поверхности
«На этот раз мы не работаем над этим вопросом»,— говорит он. «Мы сделаем это в следующий раз».

Круиз на закате

2 июля затмение произойдет, когда солнце садится, создавая красивую панораму на площадке La Silla Европейской южной обсерватории в Чили, которая может выглядеть примерно так:
2 июля затмение произойдет, когда солнце садится, создавая красивую панораму на площадке La Silla Европейской южной обсерватории в Чили, которая может выглядеть примерно так

4. Обсерватории предлагают хорошие смотровые площадки, но сами телескопы практически бесполезны.

У пути полного пересечения затмения через Южную Америку есть еще одно большое преимущество: оно пройдет прямо через несколько самых мощных в мире обсерваторий, построенных на участках, отобранных частично для ясной, сухой горной погоды. Эти условия повышают шансы увидеть не затуманенное затмение.
Но ни один из телескопов в Серро-Тололо или на площадке La Silla Европейской южной обсерватории фактически не сможет нацелиться на затмение. Предназначенные для сбора как можно большего количества света от ночного неба, они могут сгореть, если будут наблюдать за солнцем напрямую.
«Вы думаете, если затмение проходит над этими большими обсерваториями и у них уже есть большие телескопы, то мы можем просто использовать их!» — говорит Брайанс. «Оказывается, единственное реальное преимущество обсерваторий — это хорошее расположение».

Источник: Science News