Korona renggang matahari bersinar terang selama gerhana matahari total.
(Gambar: © Miloslav Druckmüller / Peter Aniol / Vojtech Rušin / Ľubomír Klocok / Karel Martišek / Martin Dietzel)
Di Amerika Selatan, jutaan mata akan beralih ke langit ketika bulan bergerak di depan matahari untuk menghadirkan gerhana matahari hari ini (2 Juli). Sementara hampir seluruh benua akan melihat bulan menutupi setidaknya sebagian dari matahari, pengamat langit di beberapa bagian Chili dan Argentina akan mengalami beberapa saat senja di siang hari ketika bulan benar-benar menghapus matahari dalam gerhana matahari total.
Tetapi sementara sebagian besar pengamat langit akan tenggelam dalam pemandangan yang menakjubkan, beberapa akan mengalihkan pandangan yang lebih kritis dan ilmiah ke acara tersebut. Gerhana akan terjadi di atas Cerro Tololo Inter-American Observatory dari National Science Foundation (NSF) di Chili utara, di mana lima tim ilmuwan akan mempelajari atmosfer matahari dan Bumi selama gerhana untuk mendapatkan pengamatan yang sulit dilihat hanya tersedia. di saat-saat singkat kegelapan siang hari.
"Pada 2 Juli, pendanaan NSF akan memungkinkan para ilmuwan untuk mengambil kesempatan berharga dari gerhana matahari total untuk mempelajari korona matahari," kata Direktur Program NSF David Boboltz dalam sebuah pernyataan. Matahari akan tetap tersembunyi selama 2 menit dan 6 detik di teleskop.
Sementara bulan sering bergerak di depan sebagian matahari selama gerhana matahari parsial, yang terjadi rata-rata beberapa kali setahun, matahari benar-benar terhalang selama gerhana matahari total. Perbedaan antara gerhana matahari total dan gerhana sebagian, bahkan ketika 99% dari matahari dilindungi, adalah dramatis, dan dapat memungkinkan berbagai eksperimen ilmiah yang lebih luas. Ketika tubuh matahari benar-benar terhalang, korona dalam yang sulit dipahami menjadi terlihat.
Terdiri dari gas yang sangat panas, korona secara misterius lebih panas daripada permukaan matahari. Meskipun suhunya tinggi, ia jutaan kali lebih redup daripada tubuh matahari yang terlihat, karena sifatnya yang lemah. Mempelajari korona dapat mengungkapkan wawasan tentang cuaca luar angkasa yang dihasilkan oleh matahari, yang dapat memiliki efek signifikan pada Bumi.
Selain melakukan sains yang berharga, setiap tim telah menguraikan rencana penjangkauan gerhana untuk melibatkan siswa lokal Chili dan asing, astronom amatir, dan masyarakat umum.
Eksperimen selama puluhan tahun
Pada 1990-an, astronom Amerika Jay Pasachoff memulai program pengamatan yang sejak itu terus memantau perubahan matahari. Dengan mengukur warna, bentuk, dan suhu korona saat ini, para ilmuwan berharap dapat meningkatkan pemahaman mereka tentang erupsi dan pita yang berasal dari matahari.
Pasachoff, seorang profesor astronomi di Williams College di Massachusetts, adalah satu dari tiga pria yang memegang rekor untuk mengamati gerhana matahari paling total. Dia telah berkeliling dunia untuk mengamati 70 gerhana matahari, 34 di antaranya gerhana matahari total.
"Setiap kilasan yang kita dapatkan dari matahari selama gerhana matahari total - hanya beberapa menit setiap 18 bulan atau lebih - memberi kita serangkaian fitur yang berbeda untuk dilihat," kata Pasachoff dalam pernyataannya.
Pengamatan fitur-fitur matahari dapat membantu meningkatkan pemahaman kita tentang coronal mass ejections (CMEs), erupsi material yang bermuatan memuntahkan dari permukaan matahari. Saat rumpun ini bergerak ke luar angkasa, mereka dapat bertabrakan dengan planet seperti Bumi dan berinteraksi dengan medan magnetnya. Pada tahun 1859, seorang superstorm matahari yang dikenal sebagai peristiwa Carrington menyebabkan sengatan listrik dan celana pendek di sepanjang kabel telegraf, bahkan memungkinkan telegraf terputus dari catu daya mereka bekerja. Peristiwa serupa hari ini, di dunia yang jauh lebih elektronik, dapat memiliki dampak yang signifikan.
Tim Pasachoff juga akan mempelajari struktur koronal besar yang dikenal sebagai pita, daerah runcing yang muncul di sebagian besar gambar korona. Karena gerhana matahari total 2019 terjadi selama bagian yang relatif tenang dari siklus 11 tahun aktivitas matahari, ia akan memberikan pandangan langka dari bulu-bulu kutub surya, berkas-berkas medan magnet terbuka yang diproduksi di kutub utara dan selatan matahari.
"Saya juga berharap untuk membandingkan pengamatan kami terhadap korona yang diambil selama gerhana ... dengan prediksi yang dibuat rekan sebelum gerhana berdasarkan medan magnet dan bintik matahari Sun selama bulan sebelumnya," kata Pasachoff. Prediksi dan pengamatan akan digabungkan dalam gambar komputer setelah gerhana selesai.
Suhu matahari juga berubah selama siklus 11 tahun. Dengan mengukur besi super panas dalam korona, tim akan dapat mengukur suhu keseluruhan korona untuk mempelajari bagaimana korona bervariasi dari waktu ke waktu.
'Sherpa Angin Angin Surya'
Tim peneliti kedua yang dikenal sebagai "Solar Wind Sherpa" akan mempelajari korona matahari dari tiga lokasi berbeda di seluruh Amerika Selatan. Dipimpin oleh astronom Shadia Habbal dari University of Hawai'i, kelompok ini akan mempelajari matahari dari Cerro Tololo dan dua lokasi lainnya di Argentina. Selain meningkatkan peluang untuk dapat mengamati matahari dalam cuaca yang cerah, memiliki beberapa lokasi juga akan memungkinkan para peneliti untuk mengukur perubahan dalam struktur koronal yang terjadi dalam rentang waktu yang sangat kecil.
Rencananya bukan hal baru. Tim Habbai menggunakan strategi yang sama selama gerhana matahari total 21 Agustus 2017 di Amerika Serikat. Tujuan mereka adalah untuk meningkatkan rangkaian instrumen yang digunakan dalam pengamatan, dan untuk mempelajari berbagai panjang gelombang yang belum dipelajari.
Para astronom berencana untuk menggunakan pencitraan multi-panjang gelombang dan pengukuran spektroskopi, yang memecah cahaya menjadi panjang gelombang komponennya, untuk mendeteksi komposisi kimia, suhu, kepadatan, gerakan yang tidak terkait dengan panas, dan arus keluar dari berbagai bagian korona. Setiap atribut akan dipelajari di dekat permukaan matahari, di mana perubahan terbesar dalam medan magnet matahari terjadi dan di mana angin matahari dan ejeksi massa koronal lahir dan terlempar dari matahari.
Habbal mengatakan gerhana itu unik "karena terjadi sore hari dan matahari akan berada di ketinggian yang sangat rendah. Juga, matahari mendekati matahari minimum, sehingga distribusi struktur dalam korona surya akan berbeda dari dua tahun lalu . "
'Prestasi besar untuk ilmu warga'
Para astronom dari National Astronomical Observatory of Japan juga akan mendirikan beberapa stasiun untuk mempelajari gerhana. Tim Yoichiro Hanaoka akan melakukan pengamatan korona yang dekat dengan permukaan, sebuah wilayah yang tidak terlihat oleh observatorium berbasis ruang angkasa seperti NASA Solar dan Heliospheric Observatory (SOHO) dan Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO). Dengan menggabungkan gambar berbasis darat dengan yang diperoleh dari luar angkasa, Hanaoka dan rekan-rekannya akan dapat membangun gambar lengkap korona.
Tim Hanaoka tidak akan sepenuhnya terdiri dari para profesional.
"Kami akan berkolaborasi dengan pengamat amatir, yang tersebar luas di sepanjang jalur gerhana total di Chili dan Argentina, untuk mengorganisir pengamatan multi-situs," katanya. Menggabungkan semua pengamatan ini akan memberikan gambaran sekilas bagaimana korona berubah seiring waktu. "Ini akan menjadi prestasi besar bagi ilmu pengetahuan warga," kata Hanaoka.
Proyek polarisasi
Medan magnet korona dan struktur di dalamnya memainkan peran mendasar dalam cuaca luar angkasa. Mengukur orientasi medan magnet surya dapat membantu dengan prediksi tentang apa yang mendorong peristiwa cuaca luar angkasa seperti CME. Namun pengukuran medan magnet yang andal tetap menjadi tantangan.
Untuk mengukur medan magnet matahari, para ilmuwan harus mengukur polarisasi cahaya yang berasal dari matahari. Seperti kacamata hitam terpolarisasi, polarizer pada teleskop surya menyaring cahaya yang tidak sesuai dengan orientasinya.
"Dengan memutar polarizer ini, kita dapat mengumpulkan bentuk medan magnet di matahari," kata Paul Bryans, seorang peneliti di University Corporation for Atmospheric Research yang akan memimpin proyek untuk mempelajari medan magnet matahari. "Ini akan membantu kami memahami jenis konfigurasi medan magnet apa yang dapat menyebabkan peristiwa erupsi," katanya.
Kembali ke Bumi
Sementara empat tim NSF pertama akan mengalihkan pandangan mereka ke matahari, yang kelima akan menjaga pandangan tetap di Bumi. Dipimpin oleh Miquel Serra-Ricart, seorang peneliti di Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) di Spanyol, tim akan menyelidiki perubahan suhu atmosfer bumi, terutama ionosfer - lapisan atas yang terletak sekitar 50 hingga 600 mil ( 80 hingga 1.000 kilometer) di atas permukaan bumi - saat bayangan bulan melintasi observatorium.
"Gerhana matahari total menghasilkan area gelap bundar yang luas dan sinar matahari sangat berkurang yang melintasi atmosfer bumi di jalur yang relatif sempit pada siang hari," kata Serra-Ricart. "Efeknya pada intensitas radiasi matahari sangat mirip dengan apa yang terjadi saat matahari terbit dan terbenam dan itu menciptakan perubahan dalam atmosfer bumi yang ingin kita ukur."
Tim akan melacak seberapa banyak dan seberapa cepat suhu turun dalam bayangan ketika Bumi sepenuhnya tertutup oleh matahari. Mereka juga akan melacak perubahan di ionosfer untuk lebih memahami bagaimana dampaknya terhadap penerimaan radio jarak jauh malam hari.
Meskipun bayangan bulan akan menghasilkan ionosfer seperti malam hari, itu akan berbeda dari suasana malam yang biasa.
"Bayangan bulan relatif kecil di Bumi dan bergerak dengan kecepatan supersonik. Kemungkinan akan menghasilkan beberapa efek menarik yang mungkin dapat dideteksi pada radio biasa atau penerima kecil," kata Serra-Ricart.
Ini bukan pertama kalinya ionosfer dipelajari selama gerhana. Selama gerhana 1999 di Inggris, para ilmuwan mendorong orang untuk menggunakan radio untuk melacak perubahan di atmosfer atas. Ilmuwan warga menala ke sebuah stasiun radio di Spanyol yang dapat dideteksi di Inggris untuk menentukan seberapa jauh gelombang radio menempuh perjalanan selama gerhana.
"Meskipun efek ionosfer dari gerhana matahari telah dipelajari selama lebih dari 50 tahun, masih banyak pertanyaan yang belum terjawab. Kami tahu kira-kira bagaimana ini terjadi, tetapi tidak tepat. Gerhana akan memberi para peneliti kesempatan untuk memeriksa proses pengisian dan pengosongan dalam waktu yang hampir bersamaan. "
Catatan Editor: Jika Anda mengambil gambar yang menakjubkan 2 Juli 2019 total gerhana matahari dan ingin membagikannya dengan pembaca Space.com, mengirim foto, komentar, dan nama serta lokasi Anda ke [email protected].
- Mengejar Gerhana Matahari: T&J Dengan Jay Pasachoff
- Inilah Yang Telah Dipelajari Para Ilmuwan Dari Gerhana Matahari Total
- Gerhana Matahari Total: Seberapa Sering Mereka Terjadi (dan Mengapa)?
