Ολική έκλειψη Ηλίου στις 8 Απριλίου – Το μυστήριο που προσπαθούν να λύσουν οι αστροφυσικοί

Στις 8 Απριλίου θα λάβει χώρα μια ολική ηλιακή έκλειψη, σε όλη την Βόρεια Αμερική. Η έκλειψη θα συμβεί όταν η Σελήνη μπει ανάμεσα στην Γη και τον Ήλιο, κρύβοντάς τον πλήρως. Κατά την διάρκεια της έκλειψης, η φωτεινότητα στο περιβάλλον μειώνεται δραματικά.

Σύμφωνα με το studyfinds.org, η έκλειψη θα διανύσει ένα σκοτεινό μονοπάτι, διασχίζοντας το Μεξικό, βαδίζοντας βορειοανατολικά μέσω του Τέξας, το Midwest και μπαίνοντας για λίγο στον Καναδά προτού καταλήξει στο Μέιν.

Ολική έκλειψη Ηλίου στις 8 Απριλίου – Το μυστήριο που προσπαθούν να λύσουν οι αστροφυσικοί

Ολικές εκλείψεις ηλίου έχουμε σχεδόν κάθε 18 μήνες σε κάποιο σημείο της Γης. Η τελευταία όμως που διέσχισε τις ΗΠΑ ήταν στις 21 Αυγούστου του 2017.

Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων, με επικεφαλής το το Πανεπιστήμιο Αμπερίστγουιθ της Ουαλίας, θα διεξάγει πειράματα από κοντά στο Ντάλας, σε μια τοποθεσία απ’ όπου θα είναι ορατή η ολική έκλειψη (πάνω στην τροχιά της). Η ομάδα θα αποτελείται από διδακτορικούς φοιτητές και ερευνητές το Πανεπιστήμιο Αμπερίστγουιθ της Ουαλίας, από το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Γκόνταρντ της NASA στο Γκρίνμπελτ του Μέριλαντ, και από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνια, γνωστό περισσότερο με τη συντετμημένη ονομασία «Κάλτεκ».

Καλύτερες κι από αποστολές στο διάστημα

Πολλά μπορούν να γίνουν από επιστημονικής άποψης κατά την διάρκεια των εκλείψεων, τα οποία πολλές φορές μπορούν να μας δώσουν περισσότερα δεδομένα ακόμα και από αποστολές στο διάστημα. Αυτό όμως που ψάχνουν οι επιστήμονες αυτή τη φορά, είναι να ρίξουν φως στο εξωτερικότερο μέρος της ατμόσφαιρας του ήλιου, το στέμμα του.

Αυτό όμως που προσφέρει μια ολική έκλειψη ηλίου στους επιστήμονες, είναι το μπλοκάρισμα του έντονου φωτός. Αυτό σημαίνει πως μπορούν να παρατηρήσουν πολύ καλύτερα το στέμμα του Ήλιου με απίστευτη λεπτομέρεια και διαύγεια, από διάφορες αποστάσεις και ακτίνες. Η μία ακτίνα είναι η απόσταση που ισοδυναμεί με τη μισή διάμετρο του Ήλιου, περίπου 696.000 χλμ.

Η μέτρηση του στέμματος είναι εξαιρετικά δύσκολη χωρίς έκλειψη. Απαιτεί ένα ειδικό τηλεσκόπιο που ονομάζεται στενογράφος και έχει σχεδιαστεί να εμποδίζει το άμεσο φως του Ήλιου. Με αυτό τον τρόπο μπορεί να παρατηρήσει το ασθενέστερο φως στο στέμμα. Όμως μια έκλειψη, προσφέρει ακόμα περισσότερες πληροφορίες και πολύ καλύτερα αποτελέσματα.

Παράλληλα, η ηλιακή έκλειψη προσφέρει παρατήρηση με πολύ μικρότερα ποσά χρημάτων. Δεν χρειάζεται ειδική αποστολή στο διάστημα, που κοστίζει εκατομμύρια.

Αυτό είναι το μυστήριο

Αυτό που είναι περίεργο όμως, γύρω από τον ήλιο και το στέμμα του, είναι πως το στέμμα είναι πολύ πιο ζεστό από την φωτόσφαιρα (ορατή επιφάνεια του Ήλιου). Κανονικά, όσο απομακρυνόμαστε από την επιφάνεια του καυτού άστρου, η θερμοκρασία θα έπρεπε να πέφτει. Όμως το στέμμα του Ήλιου φαίνεται να έχει υψηλότερη θερμοκρασία σε σχέση με την επιφάνεια την φωτόσφαιρα και αυτό αποτελεί μυστήριο. Αυτό το μυστήριο προσπαθούν να λύσουν οι αστροφυσικοί.

Έχουμε δύο βασικά επιστημονικά όργανα. Το πρώτο από αυτά είναι το Cip (ένα είδος οργάνου για την απεικόνιση του ηλιακού στέμματος). Το Cip είναι επίσης η ουαλική λέξη για «ματιά» ή «γρήγορη ματιά». Το όργανο λαμβάνει εικόνες του στέμματος του Ήλιου με έναν πολωτή.

Το φως που θέλουμε να μετρήσουμε από το στέμμα είναι πολύ πολωμένο, πράγμα που σημαίνει ότι αποτελείται από κύματα που δονούνται σε ένα μόνο γεωμετρικό επίπεδο. Ένας πολωτής είναι ένα φίλτρο που αφήνει το φως με μια συγκεκριμένη πόλωση να περάσει μέσα από αυτό, ενώ εμποδίζει το φως με άλλες πολώσεις.

Οι εικόνες από το Cip, θα μας επιτρέψουν να μελετήσουμε θεμελιώδεις ιδιότητες του στέμματος, όπως η πυκνότητα του. Με αυτό τον τρόπο να αποκτήσουμε περισσότερες πληροφορίες για τους ηλιακούς ανέμους, που είναι ρεύματα υποατομικών σωματιδίων με την μορφή πλάσματος (ύλη σε τρομερά υψηλές θερμοκρασίες). Το πλάσμα ρέει συνεχώς προς την εξωτερική πλευρά του Ήλιου. Το Cip θα βοηθήσει στην εύρεση ορισμένων πηγών πλάσματος, στην ατμόσφαιρα του άστρου μας.

Σε τι βοηθάει η έκλειψη

Το να μετρήσουμε το μαγνητικό πεδίου στην ατμόσφαιρα του Ήλιου είναι κάτι τρομερά δύσκολο. Όμως με την έκλειψη θα μπορούμε να μελετήσουμε την δομή τους σε πολύ μικρή κλίμακα και να εντοπίσουμε την κατεύθυνση του πεδίου. Παράλληλα θα δούμε πόσο μακριά από τον Ήλιο εκτείνονται οι μαγνητικές δομές. Αυτό με την σειρά του θα μας παρέχει τις απαραίτητες πληροφορίες για τις μαγνητικές συνθήκες μεγάλης κλίμακας στο στέμμα.

Όμως το Cip δεν είναι το μόνο όργανο που θα χρησιμοποιηθεί. Έχουμε και το Chils (ένα είδος φασματόμετρου απεικόνισης υψηλής ανάλυσης). Αυτό συλλέγει φάσματα υψηλής ανάλυσης, όπου το φως διαχωρίζεται σε χρώματα. Με αυτό τον τρόπο θα αναζητήσουμε την φασματική υπογραφή του σιδήρου που εκπέμπεται από το στέμμα. Παράλληλα με αυτό το όργανο μπορούμε να μετρήσουμε και τις θερμοκρασίες στο στέμμα, σε εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου.

Στην συνέχεια, η χαρτογράφηση της θερμοκρασίας στο στέμμα, θα ενημερώσει προηγμένα υπολογιστικά μοντέλα, για τις συνθήκες και την συμπεριφορά του Ήλιου. Τέτοιοι μηχανισμοί μπορεί να περιλαμβάνουν τη μετατροπή των μαγνητικών κυμάτων σε θερμική ενέργεια πλάσματος, για παράδειγμα. Εάν δείξουμε ότι ορισμένες περιοχές είναι πιο ζεστές από άλλες, αυτό μπορεί να αναπαραχθεί σε μοντέλα.

Τι είναι όμως αυτό που κάνει αυτή την έκλειψη ξεχωριστή; Είναι το γεγονός πως συμβαίνει σε μια εποχή που παρατηρείται μεγάλη ηλιακή δραστηριότητα, που σημαίνει πως είναι πολύ πιθανό να παρατηρήσουμε μια στεφανιαία εκτίναξη μάζας (CME). Αυτά είναι τεράστια σύννεφα πλάσματος που ο ήλιος εκτοξεύει στο διάστημα και πολλές φορές έρχονται και προς την Γη, επιρρεάζοντας υποδομές και επικοινωνίες, ενώ δημιουργούν προβλήματα και στους δορυφόρους.

Οι πληροφορίες που θα συλλέξουμε από τα CME θα μας δώσουν την δυνατότητα να μάθουμε για την θερμοδυναμική τους, την ταχύτητα και την έκτασή τους.

Φυσικά οι επιστήμονες θα αναμεταδώσουν την ηλιακή έκλειψη σε livestream, από την τοποθεσία παρατήρησης, ώστε να δούμε όλοι το συναρπαστικό ταξίδι της έκλειψης