Para peneliti akan menggunakan kamera yang dipasang pada dua jet penelitian NASA WB-57 untuk melakukan pengamatan bergerak beresolusi tinggi pada korona matahari - pita gas bercahaya halus di atmosfer terluar matahari yang hanya menjadi terlihat selama gerhana matahari.
Sementara pengamat di tanah akan mengalami totalitas dua setengah menit (ketika bulan benar-benar mengaburkan matahari), tim yang didanai NASA dipimpin oleh Amir Caspi, ahli astrofisika matahari di Southwest Research Institute di Boulder, Colorado, akan menggunakan jet untuk memperpanjang periode totalitas hingga lebih dari 7 menit, memungkinkan pengamatan yang belum pernah terjadi sebelumnya terhadap korona matahari.
Bahkan menjadi penumpang di jet NASA memerlukan pelatihan khusus, sehingga ahli astrofisika tidak akan bisa terbang dengan instrumen. Tapi, mereka akan melacak eksperimen mereka melalui umpan satelit langsung dari gambar ketika jet mengejar bayangan bulan di Missouri, Illinois dan Tennessee pada puncak gerhana matahari total. Umpan langsung juga akan tersedia untuk umum secara online.
Bayangan bulan bergerak terlalu cepat sehingga jet tidak dapat bersaing, sehingga pilot akan terbang dalam formasi yang diperhitungkan dengan cermat yang akan memaksimalkan waktu totalitas, dengan jet kedua mengambil pengejaran hanya beberapa detik sebelum totalitas untuk jet pertama berakhir, menurut para peneliti.
"Meskipun mereka terpisah 100 kilometer dan terbang sekitar 750 kilometer per jam, mereka harus mengatur waktu penerbangan mereka dengan cukup baik dalam waktu sekitar 10 detik dari posisi yang mereka butuhkan," kata Caspi kepada Live Science.
Lebih panas dari matahari
Gambar-gambar beresolusi tinggi yang ditangkap oleh jet selama gerhana akan memberi para peneliti pandangan bergerak yang unik dari korona matahari. Mereka berharap itu akan menjelaskan misteri utama korona: Mengapa jauh lebih panas daripada permukaan matahari itu sendiri?
"Korona matahari berada pada suhu jutaan derajat, dan permukaan matahari yang terlihat - fotosfer - hanya beberapa ribu derajat," kata Caspi. "Pembalikan suhu semacam ini tidak biasa. Jika termodinamika bekerja dalam pengertian klasik yang biasa kita gunakan, maka Anda tidak akan mendapatkan inversi semacam ini, dan suhunya akan turun ketika Anda naik lebih tinggi."
Caspi dan rekan-rekannya berharap pengamatan mereka akan mengungkapkan fitur dinamis yang sangat baik di korona surya, mungkin dalam bentuk riak atau gelombang, yang dapat mengungkapkan proses dalam medan magnet matahari yang dianggap menjaga korona tipis jauh lebih panas daripada matahari. permukaan.
Tujuan utama kedua adalah untuk mencari penjelasan untuk struktur besar yang terlihat di korona, kata Caspi.
"Ketika Anda melihat korona, Anda melihat loop, arcade, penggemar dan pita yang sangat terstruktur dengan baik ini," katanya. "Masalahnya, mereka sangat halus dan teratur, dan itu terlihat seperti rambut yang baru disisir."
Tetapi medan magnet yang membentuk korona berasal dari permukaan matahari yang sangat kacau, yang diharapkan akan memutar struktur halus korona menjadi tikar kusut, kata Caspi.
Tetapi, "semua struktur ini tetap stabil dan terorganisasi dengan sangat baik, sehingga korona terus-menerus melepaskan sedikit kompleksitas agar tetap terorganisir dengan baik," katanya, "dan kami juga tidak mengerti bagaimana proses itu terjadi. "
Tampilan ketinggian tinggi
Caspi menjelaskan bahwa mengamati gerhana matahari dari ketinggian 50.000 kaki (15.200 m) memiliki banyak keunggulan dibandingkan pengamatan dari tanah.
Jet NASA akan terbang jauh di atas awan apa pun dan sebagian besar atmosfer yang menyelimuti bumi, menjamin cuaca sempurna pada saat tahun ketika para pengamat gerhana di darat dapat memperkirakan sekitar 50 persen tutupan awan, katanya.
Atmosfer yang tipis dan posisi matahari dan bulan yang hampir tepat di atas kepala akan mengurangi distorsi seminimal mungkin, yang akan memungkinkan teleskop dan kamera di pesawat untuk merekam detail yang sangat bagus dalam struktur korona matahari, katanya.
"Kami pada dasarnya mendapatkan sensitivitas yang lebih baik dalam segala hal," kata Caspi. "Kami mendapatkan kualitas gambar yang lebih baik, kami mengamati waktu lebih lama, kami mendapatkan lebih sedikit cahaya yang tersebar - jadi kami memiliki sensitivitas yang lebih tinggi terhadap semua hal yang kami coba lihat dengan berbagai cara."
Jet penelitian WB-57 NASA dimulai pada 1960-an sebagai pembom B-57 Canberra. Pesawat-pesawat itu kemudian diadaptasi oleh Angkatan Udara A.S. untuk pemantauan cuaca dan digunakan untuk mengumpulkan sampel udara atmosfer tinggi setelah diduga melakukan uji coba nuklir, menurut NASA.
Jet sejak itu telah dibangun kembali dan dilengkapi dengan serangkaian instrumen dan sensor canggih, termasuk kamera resolusi tinggi yang stabil di hidung pesawat yang dapat merekam cahaya tampak dan cahaya inframerah pada 30 frame per detik.
Caspi mengatakan sistem kamera dikembangkan oleh NASA untuk memonitor angkutan luar angkasa saat masuk kembali ke atmosfer, sebagai tindakan pencegahan setelah terjadinya bencana pesawat ulang-alik Kolombia pada tahun 1986.
Gerhana matahari total 21 Agustus akan menjadi pertama kalinya bahwa jet NASA dan kameranya telah digunakan untuk astronomi, kata Caspi.
"Jadi, selain hanya menjadi bagian ilmu yang benar-benar menakjubkan, kami berharap eksperimen ini akan memamerkan kinerja dan potensi platform ini untuk pengamatan astronomi di masa depan," tambahnya.
Bintang terdekat
Caspi mengatakan pengamatan yang akan datang memiliki potensi untuk menjelaskan beberapa misteri yang masih ada tentang bintang terdekat kita, dan memberi para ahli astrofisika pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana tata surya kita terbentuk. Penelitian ini bahkan dapat menawarkan kepada para ilmuwan sekilas tentang bagaimana sistem planet lain terbentuk di sekitar bintang yang jauh.
"Evolusi tata surya sebagian didorong oleh angin yang keluar dari bintang, dan mereka meniup banyak debu menjauh dari tata surya bagian dalam, dan itulah salah satu alasan mengapa planet-planet berbatu terbentuk dekat dan raksasa gas cenderung bentuk lebih jauh, "kata Caspi.
Penerbangan gerhana juga akan memberikan kesempatan langka bagi para peneliti untuk mengamati planet Merkurius dengan teleskop dan kamera di jet, kata Caspi. Mereka juga akan memiliki kesempatan untuk mencari asteroid Vulcanoid yang sulit dipahami yang berteori ada antara Merkurius dan matahari.
Caspi menjelaskan bahwa kamera jet akan ditujukan untuk mengamati planet terdalam tata surya kita, yang akan terlihat di langit yang gelap selama gerhana, sekitar setengah jam sebelum dan setengah jam setelah totalitas.
Gambar beresolusi tinggi dari Merkurius yang diambil di bawah sinar inframerah akan memungkinkan para ilmuwan planet mempelajari permukaan planet di sekitar terminator fajar, di mana malam yang sangat dingin di Merkurius memberi jalan pada hari yang sangat panas, untuk mempelajari lebih lanjut tentang materi yang membentuk permukaan.
"Sisi siang Merkurius adalah panas-memanggang pada 750 derajat F (400 derajat C), dan sisi malam dingin-dingin pada minus 250 derajat F (minus 156 derajat C), tetapi yang tidak kita ketahui adalah berapa lama dibutuhkan untuk beralih dari panas ke dingin. "
Dengan menggunakan cahaya inframerah, para ilmuwan akan dapat mengukur sifat-sifat tanah planet itu, tidak hanya di permukaan, tetapi bahkan beberapa sentimeter di bawah permukaan, yang dapat membantu para peneliti mencari tahu apa yang terbuat dari bahan itu dan seberapa padatnya tanah itu. , dia menambahkan.
"Pengamatan ini adalah yang pertama dari jenis yang kita ketahui, untuk mencoba membuat peta panas inframerah Merkurius," kata Caspi.
