Det finns ett gammalt ordspråk som säger att det inte finns något nytt under solen... men det gäller inte när det kommer till solförmörkelsevetenskap.
Förutom att bara tillhandahålla ett fantastiskt himmelskt skådespel, har astronomer ofta utnyttjat de korta ögonblick som solens helhet ger för att utforska solen och dess omgivningar. För detta ändamål har totala solförmörkelser historiskt sett erbjudit möjligheter att utföra vetenskapliga experiment i det förflutna, och fortsätter att göra det idag.
Till exempel identifierades grundämnet helium för första gången i solens blixtspektrum 1868. Sir Arthur Eddington observerade framgångsrikt att gravitationen böjer ljus, vilket framgår av avböjningen av stjärnor nära soldelen under den totala solförmörkelsen 1919, med framgångsrika tester. en av de förutsägelser som lagts fram av Einsteins allmänna relativitetsteori. Denna insats var först försökte 1914 , men stoppades av första världskriget.
En kommenterad version av Edingtons berömda foto av solförmörkelsen 1919. Kreditera : ESO / Landessternwarte Heidelberg-Konigstuhl / FW Dyson / AS Eddington / C. Davidson.
Astronomer gjorde också ett sista försök att spionera den inter-kvicksilvervärlden Vulcan under den totala solförmörkelsen 1878 över den amerikanska västern. Och även om tillkomsten av relativistisk fysik också förklarade Merkurius anomala precession utan att framkalla existensen av Vulcans falska värld, har existensen av en hypotetisk grupp av asteroider mycket nära solen, kallad Vulcanoids, ännu inte uteslutits. NASA faktiskt uppdrag ett par konverterade WB-57 bombplan att jaga månens skugga under 2017 års förmörkelse, med ett tertiärt mål att svepa zonen nära solen efter falska vulkanoider. Hittills har sökningar dock kommit upp tomhänta.
Dessutom lyckas vi fortfarande reta ut vetenskapliga resultat från totala solförmörkelser. En total solförmörkelse erbjuder en unik möjlighet på flera vetenskapliga fronter, inklusive: 1). en chans att direkt observera den illusiva och vanligtvis osynliga yttre atmosfären av solen, inklusive kromosfären och korona; 2). en chans att genomsöka utrymmet mycket nära solen efter hittills okända föremål, och 3). en chans att använda den stora förvrängande gravitationsbrunnen hos vår värdstjärna för experiment.
Ett svårfångat fenomen som ibland dyker upp under totaliteten är koronala massutkastningar. Fram till tillkomsten av rymdbaserade koronagrafer som började med Skylab i början av 1970-talet, var totala solförmörkelser den enda gången som astronomer kunde skymta detta dåligt förstådda fenomen. Till och med idag förblir solhelheten den enda gången vi kan skymta själva början av en koronal massutstötning som bildas nära soldelen, eftersom typiska koronagrafer ombord på solobservationsuppdrag som Solar Heliospheric Observatory (SOHO) tenderar att täcka flera soldiametrar. Även om den är kort, erbjuder helheten en mycket bättre passform av månen som täcker solen.
En sådan händelse var nyligen fångad av astronomen Guillermo Abramson under den totala solförmörkelsen den 14 december 2020. Helhetens väg för denna förmörkelse täckte avlägsna områden tvärs över Sydamerikas södra spets. Få eclipse-chasers gjorde vandringen för att stå i skuggan av månen den här gången, på grund av den pågående pandemin och resebegränsningar.
En utvecklande CME, som ses i slingan till nedre vänstra delen av den förmörkade solen. Kreditera: G. Abramson .
'Observationer av solkoronan under förmörkelser, även om de är sällsynta, är extremt värdefulla och kompletterar de som gjorts med koronagrafer, från marken och rymden,' sa AbramsonUniversum idag. 'Den främsta anledningen är att koronan kan observeras ända till sollemmet under förmörkelser, medan koronagrafernas masker tenderar att vara större.'
Samma CME i aktion, fångad av SOHO. Kreditera; NASA/ESA/SOHO
Inte bara lyckades Abramson och hans team fånga hela anatomin hos en CME i färd med att bildas, utan jämförelse med observationer från rymdbaserade tillgångar inklusive GOES, ACE och SOHO möjliggjorde hastighets- och hastighetsmätningar allt eftersom CME fortskred. Teamet fick också en extra bonus, verifierad av SOHO: Kreutz Groups solbetarkomet 2020 X3 SOHO ). Kometer har gjort sig kända under förmörkelser tidigare; ett känt exempel var Stora förmörkelsekometen 1948 . Det är konstigt att tänka på att fram till början av 1990-talet var mindre än ett halvdussin sungrazers kända. Nu, till stor del tack vare SOHO, har vi krönikat 4 182 sådana kometer och räknar.
Kometen X3 SOHO, sett från marken under förmörkelsen (vänster) och från rymden (höger). Kredit: G. Abramson/SOHO.
Ett annat svårfångat mysterium som förmörkelsejagare arbetar med att lösa är det som kallas coronauppvärmningsproblemet. Vad överladdar den svaga solkoronan till temperaturer som är miljontals grader varmare än lagren nedanför?
Gå in i Solvindssherpas , ett team av astronomer som har jagat förmörkelser över hela världen, i ett försök att förstå detta fenomen. Baserat från Institute for Astronomy i Honolulu, Hawaii, har solvindsherpas följt koronan under förmörkelser i över ett decennium, eller en 11-årig solcykel. Deras ansträngningar har kommit fram till ett oväntat fynd: även om solfläcksaktiviteten fluktuerar över solcykeln, förblir temperaturen på solkoronan nästan konstant, vilket tyder på att allt som värmer upp koronan till enorma temperaturer är oberoende av solcykeln.
'Temperaturen vid källorna till solvinden i koronan är nästan konstant under hela solcykeln', säger Shadia Habbal (University of Hawaii) i en ny pressmeddelande . 'Det här fyndet är oväntat eftersom koronala strukturer drivs av förändringar i fördelningen av magnetiserade plasma i koronan, som varierar så mycket under den 11-åriga magnetiska solcykeln.'
Solprominenser (pilar) som interagerar med koronan som ses under helheten. Kreditera: Habbal et al. 2021 .
Detta spännande fynd publicerades i Astrophysical Journal Letters . En misstänkt solvärme är vad som kallasnanoflares, och uppdrag som NASA:s Parker Solar Probe och ESA:s Solar Orbiter arbetar för närvarande hårt med detta problem.
I genomsnitt får vi en total solförmörkelse eller två någonstans på jorden varje år, även om årets erbjudande är blyg, med helheten som pryder jorden bara en gång över den antarktiska kontinenten den 4 decemberth, 2021. USA är dock på väg att få förmörkelsefeber igen den 8 aprilth, 2024, med en total solförmörkelse som korsar Mexiko, USA och (gör din Learjet redo) Canadian Maritimes...
Vart kommer du att komma 2024? Kredit: Michael Zeiler, Den stora amerikanska förmörkelsen .
Och som alltid kommer forskare att finnas till hands för att låsa upp solens hemligheter.
-Läs Dr Abramsons berättelse om att jaga Stora Patagoniska förmörkelsen 'på hans blogg.
-Blybild: En fantastisk vy av den totala solförmörkelsen i december 2020. G. Abramson .