В погоне за полным солнечным затмением на реактивных самолётах WB-57F

Для большинства жителей Земли полное солнечное затмение 21 августа 2017 года будет длиться менее двух с половиной минут, но для одной команды учёных NASA — более семи минут. В чём их секрет? Следовать за тенью Луны на двух реактивных тактических бомбардировщиках WB-57F. Амир Каспи из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо, и его команда будет использовать два самолёта, чтобы преследовать тьму по территории всей Америки менее чем через один месяц — 21 августа 2017 года.

Совершая наблюдение с двух телескопов-близнецов, установленных на носах самолётов, Амир Каспи будет осуществлять съёмку внешней атмосферы Солнца — короны — и первого в мире теплового изображения Меркурия, демонстрируя изменение температуры по всей поверхности планеты.

«Продлевая время наблюдения и сбор [данных] на очень большой высоте, возможно, позволит нам увидеть некоторые события или отслеживать волны, которые будут практически незаметны за две минуты наблюдений с Земли», — рассказывает Дэн Ситон, соисследователь проекта и научный сотрудник университета Колорадо в Боулдере, штат Колорадо.

Реактивные самолёты NASA в погоне за солнечным затмением

Полное солнечное затмение предоставляет учёным редкую возможность изучить Солнце. Если наблюдатель находится в полосе тени, он видит полное солнечное затмение, при котором Луна полностью скрывает Солнце, небо темнеет, и на нём могут появиться планеты и яркие звёзды. Вокруг скрытого Луной солнечного диска можно наблюдать солнечную корону, которая при обычном ярком свете Солнца не видна. NASA финансирует 11 проектов с тем, чтобы использовать уникальное астрономическое событие для изучения Солнца и его воздействия на атмосферу Земли.

Корона разогревается до миллиона градусов, но нижние слои атмосферы, как в фотосфере — видимой поверхности Солнца — нагреваются лишь до нескольких тысяч градусов. Ученые не уверены, как происходит эта инверсия. Согласно одной из теорий, магнитные волны, называемые альвеновскими волнами, последовательно передают энергию во внешнюю атмосферу Солнца, где она затем рассеивается в виде тепла.

Из-за технологических ограничений, ни у кого пока ещё не было возможности непосредственно наблюдать микровзрывы, но с высококачественными снимками, полученными благодаря самолётам WB-57F, может выявить их влияние на корону Солнца. Фотографии высокой чёткости, запечатлённые со скоростью 30 кадров в секунду, будут проанализированы для анализа движения волн в короне — движутся ли они по направлению к или от поверхности Солнца, а также каких размеров и силы.

© NASA/Faroe Islands/SwRI

По клику снимок откроется в новом окне в максимальном разрешении

Во время полного солнечного затмения, команда ученых NASA будет наблюдать солнечную корону, используя стабилизированные телескопы на борту двух исследовательских самолётов WB-57F. Подобное наблюдение обеспечивает явные преимущества по сравнению с наземными. На снимке выше — фотография самолётов во время полного солнечного затмения 2015 года на Фарерских островах.

Два реактивных самолёта WB-57F взлетят с Эллингтон-Филд возле космического центра имени Линдона Джонсона и будут наблюдать полное солнечное затмение в течение примерно трёх с половиной минут по мере пролёта над штатами Миссури, Иллинойс и Теннесси. Полёт в высоких слоях стратосферы и наблюдение с помощью телескопов значительно улучшат качество изображения. Во время крейсерского режима полёта на высоте 50 тысяч футов небо в 20-30 раз темнее, чем с Земли, и на этой высоте гораздо меньше атмосферной турбулентности, позволяющей проявляться различным структурам в короне Солнца.

Полученные с помощью тактических бомбардировщиков WB-57F изображения будут дополнены снимками космических телескопов, таких как Обсерватория солнечной динамики, которая делает снимки в основном в ультрафиолетовом свете и не имеет возможности для высокоскоростной съёмки.

© NASA’s Johnson Space Center/Norah Moran

По клику снимок откроется в новом окне в максимальном разрешении

Один из реактивных самолётов WB-57F готовится к тестовому запуску в космическом центре имени Линдона Джонсона в Хьюстоне. Приборы монтируются под серебряным корпусом на носу самолета.

Наблюдения Меркурия можно будет проводить за 30 минут до и после полной фазы солнечного затмения 21 августа 2017 года, когда небо ещё достаточно тёмное. Сделанные в инфракрасном диапазоне снимке будут первой попыткой сопоставить изменения температур с поверхностью планеты. Меркурий вращается гораздо медленнее Земли — один меркурианский день длится примерно 59 земных суток — поэтому тёмная сторона охлаждается до нескольких сотен градусов ниже нуля, в то время как дневная — нагревается до 800°F. Изображения покажут, как быстро остывает поверхность, что позволит учёным узнать о составе и плотности почвы, а также составить представление о том, как образовались Меркурий и другие скалистые планеты.

Фотографии короны Солнца также позволят команде учёных продолжить поиск предполагаемого семейства астероидов, известных как вулканоиды — гипотетических астероидов, которые могут иметь орбиту в динамически стабильной зоне между Солнцем и Меркурием, и являться остатками от формирования Солнечной системы.