Corona rawan matahari bersinar terang semasa gerhana matahari total.
(Imej: © Miloslav Druckmüller / Peter Aniol / Vojtech Rušin / Ľubomír Klocok / Karel Martišek / Martin Dietzel)
Di Amerika Selatan, berjuta-juta mata akan beralih ke langit ketika bulan bergerak di depan matahari untuk menghadirkan gerhana matahari hari ini (2 Julai). Walaupun hampir seluruh benua akan melihat bulan menutupi sekurang-kurangnya sebahagian dari matahari, pemerhati langit di beberapa kawasan di Chile dan Argentina akan mengalami beberapa saat senja siang ketika bulan benar-benar menghancurkan matahari dalam gerhana matahari total.
Tetapi sementara kebanyakan pemerhati langit akan berendam dalam pemandangan yang mengagumkan, beberapa akan mengubah pandangan ilmiah yang lebih kritikal terhadap acara tersebut. Gerhana akan berlangsung di Balai Cerap Inter-Amerika Cerro Tololo, Yayasan Sains Nasional (NSF) di utara Chile, di mana lima pasukan saintis akan mengkaji suasana matahari dan Bumi semasa gerhana untuk mendapatkan pemerhatian yang sukar dilihat hanya tersedia. dalam sekejap kegelapan siang.
"Pada 2 Julai, pendanaan NSF akan memungkinkan para saintis untuk merebut peluang berharga dari gerhana matahari total untuk mempelajari korona matahari," kata Pengarah Program NSF David Boboltz dalam satu kenyataan. Matahari akan tetap tersembunyi selama 2 minit dan 6 saat di teleskop.
Walaupun bulan sering bergerak di depan sebahagian matahari semasa gerhana matahari separa, yang terjadi rata-rata beberapa kali dalam setahun, matahari terhalang sepenuhnya sepanjang gerhana matahari. Perbezaan antara gerhana matahari total dan gerhana separa, walaupun ketika 99% matahari terlindung, adalah dramatik, dan dapat memungkinkan eksperimen ilmiah yang lebih luas. Apabila badan matahari tersekat sepenuhnya, korona dalaman yang sukar difahami menjadi kelihatan.
Terdiri dari gas yang sangat panas, korona secara misterius lebih panas daripada permukaan matahari. Walaupun suhu tinggi, jutaan kali lebih malap daripada badan cahaya matahari, kerana sifatnya yang lemah. Mempelajari korona dapat mengungkapkan pandangan tentang cuaca luar angkasa yang dihasilkan oleh matahari, yang dapat memberi kesan yang signifikan pada Bumi.
Selain melakukan ilmu pengetahuan yang berharga, setiap pasukan telah menggariskan rancangan penjangkauan gerhana untuk melibatkan pelajar Chile dan asing tempatan, ahli astronomi amatur, dan masyarakat umum.
Eksperimen selama puluhan tahun
Pada tahun 1990-an, ahli astronomi Amerika Jay Pasachoff memulakan program pemerhatian yang sejak itu terus memantau perubahan matahari. Dengan mengukur warna, bentuk, dan suhu korona saat ini, para saintis berharap dapat meningkatkan pemahaman mereka tentang letusan dan aliran yang berasal dari matahari.
Pasachoff, seorang profesor astronomi di Williams College di Massachusetts, adalah salah satu daripada tiga lelaki yang memegang rekod untuk menyaksikan gerhana matahari paling banyak. Dia telah mengembara ke dunia untuk memerhatikan 70 gerhana matahari, 34 daripadanya jumlah gerhana matahari.
"Setiap pandangan yang kita dapati dari matahari semasa gerhana matahari - hanya beberapa minit setiap 18 bulan atau lebih - memberi kita satu set ciri yang berbeza untuk dilihat," kata Pasachoff dalam kenyataan itu.
Pemerhatian terhadap ciri-ciri cahaya matahari dapat membantu meningkatkan pemahaman kita mengenai pelepasan jisim koronal (CME), letusan bahan yang dimuntahkan dari permukaan suria. Ketika rumpun ini bergerak ke luar angkasa, mereka dapat bertembung dengan planet seperti Bumi dan berinteraksi dengan medan magnetnya. Pada tahun 1859, badai matahari yang dikenali sebagai peristiwa Carrington menyebabkan kejutan elektrik dan seluar pendek di sepanjang wayar telegraf, bahkan membiarkan telegraf terputus dari bekalan kuasa mereka untuk berfungsi. Kejadian serupa hari ini, di dunia elektronik yang jauh lebih banyak, boleh membawa kesan yang besar.
Pasukan Pasachoff juga akan mengkaji struktur koronal besar yang dikenali sebagai streamer, kawasan runcing yang muncul di kebanyakan gambar korona. Kerana gerhana matahari tahun 2019 berlaku semasa bahagian yang agak sunyi dari kitaran aktiviti 11 tahun matahari, ia akan memberikan pandangan yang jarang mengenai bulu polar suria, gumpalan medan magnet terbuka yang dihasilkan di kutub utara dan selatan suria.
"Saya juga tidak sabar-sabar untuk membandingkan pemerhatian kami terhadap korona yang diambil semasa gerhana ... dengan ramalan yang dibuat oleh rakan sekerja sebelum gerhana berdasarkan medan magnet Matahari dan bintik matahari pada bulan sebelumnya," kata Pasachoff. Ramalan dan pemerhatian akan digabungkan dalam gambar komputer setelah gerhana selesai.
Suhu matahari juga berubah sepanjang kitaran 11 tahun. Dengan mengukur besi yang terlalu panas di korona, pasukan akan dapat mengukur suhu keseluruhan korona untuk mengkaji bagaimana ia berubah sepanjang waktu.
'Sherpa Angin Suria'
Pasukan penyelidik kedua yang dikenali sebagai "Solar Wind Sherpa" akan mengkaji korona matahari dari tiga lokasi berbeza di seluruh Amerika Selatan. Diketuai oleh ahli astronomi Shadia Habbal dari University of Hawai'i, kumpulan ini akan mempelajari matahari dari Cerro Tololo dan dua lokasi lain di Argentina. Selain meningkatkan peluang untuk melihat matahari dalam cuaca cerah, mempunyai banyak laman web juga akan memungkinkan para penyelidik mengukur perubahan struktur koronal yang terjadi dalam skala waktu yang sangat kecil.
Rancangannya tidak baru. Pasukan Habbai menggunakan strategi serupa semasa gerhana matahari 21 Ogos 2017 di seluruh Amerika Syarikat. Tujuan mereka adalah untuk menambah rangkaian instrumen yang digunakan dalam pemerhatian, dan untuk mengkaji panjang gelombang yang berbeza yang belum dipelajari.
Ahli astronomi merancang untuk menggunakan pengimejan panjang gelombang dan pengukuran spektroskopi, yang memecahkan cahaya ke panjang gelombang komponennya, untuk mengesan komposisi kimia, suhu, ketumpatan, pergerakan yang tidak berkaitan dengan haba, dan aliran keluar dari bahagian-bahagian yang berbeza dari korona. Setiap atribut akan dikaji di dekat permukaan suria, di mana perubahan terbesar dalam medan magnet suria berlaku dan di mana angin suria dan pelepasan jisim koronal dilahirkan dan dilemparkan dari matahari.
Habbal mengatakan gerhana itu unik "kerana terjadi pada waktu petang dan matahari akan berada pada ketinggian yang sangat rendah. Juga, matahari hampir dengan minimum suria, jadi penyebaran struktur di korona suria akan berbeza dari dua tahun yang lalu . "
'Pencapaian yang hebat untuk sains warganegara'
Ahli astronomi dari Observatorium Astronomi Nasional Jepun juga akan mendirikan beberapa stesen untuk mengkaji gerhana. Pasukan Yoichiro Hanaoka akan melakukan pemerhatian terhadap korona yang dekat dengan permukaan, wilayah yang tidak dapat dilihat oleh observatorium berasaskan angkasa seperti Balai Cerap Suria dan Heliospherik NASA (SOHO) dan Balai Cerap Hubungan Terestrial Suria (STEREO). Dengan menggabungkan gambar darat dengan gambar yang diperoleh dari angkasa, Hanaoka dan rakannya akan dapat membina imej korona yang lengkap.
Pasukan Hanaoka tidak akan sepenuhnya terdiri daripada profesional.
"Kami akan bekerjasama dengan pemerhati amatur, yang tersebar luas di sepanjang jalan gerhana di Chile dan Argentina, untuk mengatur pemerhatian di banyak tempat," katanya. Menggabungkan semua pemerhatian ini akan memberikan gambaran bagaimana corona berubah dari masa ke masa. "Ini akan menjadi pencapaian besar bagi sains warganegara," kata Hanaoka.
Projek polarisasi
Medan magnet dan struktur korona di dalamnya memainkan peranan penting dalam cuaca ruang angkasa. Mengukur orientasi medan magnet suria dapat membantu dengan ramalan tentang apa yang mendorong kejadian cuaca ruang angkasa seperti CME. Tetapi pengukuran medan magnet yang boleh dipercayai tetap menjadi cabaran.
Untuk mengukur medan magnet matahari, saintis harus mengukur polarisasi cahaya yang datang dari matahari. Seperti cermin mata hitam terpolarisasi, polarisasi pada teleskop solar menyaring cahaya yang tidak sesuai dengan orientasinya.
"Dengan memutar polarisasi ini, kita dapat mengumpulkan bentuk medan magnet di matahari," kata Paul Bryans, seorang penyelidik di University Corporation for Atmospheric Research yang akan memimpin projek untuk mengkaji medan magnet matahari. "Ini akan membantu kita memahami jenis konfigurasi medan magnet apa yang boleh menyebabkan kejadian letusan," katanya.
Kembali ke Bumi
Walaupun empat pasukan NSF pertama akan mengalihkan pandangan ke matahari, yang kelima akan memantapkan pandangan di Bumi dengan kuat. Diketuai oleh Miquel Serra-Ricart, seorang penyelidik di Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) di Sepanyol, pasukan akan menyiasat perubahan suhu atmosfer bumi, terutama ionosfera - lapisan atas yang terletak sekitar 50 hingga 600 batu ( 80 hingga 1,000 kilometer) di atas permukaan Bumi - ketika bayangan bulan bergerak ke atas balai cerap.
"Gerhana matahari total menghasilkan kawasan kegelapan yang luas dan bulat dan mengurangkan cahaya matahari yang bergerak melintasi atmosfer Bumi di jalan yang agak sempit pada waktu siang," kata Serra-Ricart. "Pengaruhnya terhadap intensiti radiasi matahari sangat mirip dengan apa yang berlaku pada waktu matahari terbit dan terbenam dan ia menimbulkan perubahan pada atmosfer Bumi yang ingin kita ukur."
Pasukan akan mengesan berapa banyak dan seberapa cepat suhu jatuh di bawah bayang-bayang ketika Bumi diliputi sepenuhnya oleh matahari. Mereka juga akan mengesan perubahan ionosfera untuk lebih memahami bagaimana ia mempengaruhi penerimaan radio jarak jauh malam hari.
Walaupun bayangan bulan akan menghasilkan ionosfera seperti malam yang singkat, ia akan berbeza dengan suasana malam yang biasa.
"Bayangan bulan agak kecil di Bumi dan bergerak dengan kelajuan supersonik. Kemungkinan akan menghasilkan beberapa kesan menarik yang mungkin dapat dikesan pada radio biasa atau penerima kecil," kata Serra-Ricart.
Ini bukan kali pertama ionosfera dikaji semasa gerhana. Semasa gerhana 1999 di United Kingdom, para saintis mendorong orang untuk menggunakan radio untuk mengesan perubahan di atmosfera atas. Para saintis warganegara meninjau sebuah stesen radio di Sepanyol yang dapat dikesan di UK untuk menentukan sejauh mana gelombang radio yang dilalui semasa gerhana.
"Walaupun kesan ionosfera gerhana matahari telah dikaji selama lebih dari 50 tahun, masih banyak persoalan yang belum dijawab. Kami tahu secara kasar bagaimana ini berlaku, tetapi tidak tepat. Gerhana akan memberi peluang kepada para penyelidik untuk memeriksa proses pengisian dan pengisian dalam masa hampir nyata. "
Nota Editor: Sekiranya anda mengambil gambar yang menakjubkan dari 2 Julai 2019 jumlah gerhana matahari dan ingin membaginya dengan pembaca Space.com, mengirim foto, komen, dan nama dan lokasi anda ke [email protected].
- Mengejar Gerhana Matahari: Soal Jawab Bersama Jay Pasachoff
- Inilah Yang Dipelajari Para Saintis Daripada Gerhana Matahari
- Gerhana Matahari Jumlah: Berapa kerapkah ia berlaku (dan mengapa)?
