Para a maioria dos espectadores, em 21 de agosto, 2017, o eclipse solar total durará menos de dois minutos e meio. Mas para uma equipe de cientistas financiados pela NASA, o eclipse durará mais de sete minutos. Seu segredo? Seguindo a sombra da Lua em dois aviões a jato WB-57F adaptados.

Amir Caspi do Southwest Research Institute em Boulder, Colorado, e sua equipe usará dois dos jatos de pesquisa WB-57F da NASA para perseguir a escuridão na América em 21 de agosto. Fazendo observações de telescópios gêmeos montados no nariz dos aviões, Caspi irá capturar as imagens mais nítidas da atmosfera externa do Sol - a corona - até agora e as primeiras imagens térmicas de Mercúrio, revelando como a temperatura varia na superfície do planeta.

"Estas podem vir a ser as melhores observações de fenômenos de alta frequência na coroa, "diz Dan Seaton, co-investigador do projeto e pesquisador da Universidade do Colorado em Boulder, Colorado. "Estender o tempo de observação e ir para altitudes muito elevadas pode nos permitir ver alguns eventos ou rastrear ondas que seriam essencialmente invisíveis em apenas dois minutos de observações do solo."

O eclipse solar total oferece uma rara oportunidade para os cientistas estudarem o Sol, particularmente sua atmosfera. Como a Lua cobre completamente o Sol e bloqueia perfeitamente sua luz durante um eclipse, a corona tipicamente tênue é facilmente vista contra o céu escuro. A NASA está financiando 11 projetos científicos em toda a América para que os cientistas aproveitem o evento astronômico único para aprender mais sobre o Sol e seus efeitos na atmosfera superior da Terra.

A corona é aquecida a milhões de graus, no entanto, as camadas atmosféricas inferiores, como a fotosfera - a superfície visível do Sol - são aquecidas apenas a alguns milhares de graus. Os cientistas não têm certeza de como essa inversão acontece. Uma teoria propõe que as ondas magnéticas chamadas ondas de Alfvén transportam energia de forma constante para a atmosfera externa do Sol, onde é então dissipado como calor. Alternativamente, micro explosões, denominados nanoflares - muito pequenos e frequentes para serem detectados individualmente, mas com um grande efeito coletivo - pode liberar calor para a corona.

Devido a limitações tecnológicas, ninguém ainda viu nanoflares diretamente, mas as imagens de alta resolução e alta velocidade dos jatos WB-57F podem revelar seus efeitos na corona. As imagens de alta definição, capturado 30 vezes por segundo, será analisado para o movimento das ondas na corona para ver se as ondas se movem em direção ou para longe da superfície do Sol, e com quais pontos fortes e tamanhos.

"Vemos a evidência de aquecimento nanoflare, mas não sabemos onde eles ocorrem, "Caspi disse." Se eles ocorrerem mais acima na coroa, podemos esperar ver ondas se movendo para baixo, conforme as pequenas explosões ocorrem e reconfiguram coletivamente os campos magnéticos. "

Desta maneira, nanoflares também podem ser o elo perdido responsável por desemaranhar a confusão caótica das linhas do campo magnético na superfície do Sol, explicando por que a corona tem loops perfeitos e leques suaves de campos magnéticos. A direção e a natureza das ondas observadas também ajudarão a distinguir entre modelos concorrentes de aquecimento coronal.

Os dois aviões, o lançamento do campo de Ellington próximo ao Centro Espacial Johnson da NASA em Houston observará o eclipse total por cerca de três minutos e meio cada, enquanto sobrevoam o Missouri, Illinois e Tennessee. Ao voar alto na estratosfera, observações feitas com telescópios a bordo evitarão olhar através da maior parte da atmosfera da Terra, melhorando muito a qualidade da imagem. Na altitude de cruzeiro dos aviões de 50, 000 pés, o céu é 20-30 vezes mais escuro do que visto do solo, e há muito menos turbulência atmosférica, permitindo que estruturas finas e movimentos na coroa do Sol sejam visíveis.

Imagens do Sol serão capturadas principalmente em comprimentos de onda de luz visível, especificamente a luz verde emitida por ferro altamente ionizado, superaquecido pela corona. Esta luz é melhor para mostrar as estruturas finas da atmosfera externa do Sol. Essas imagens são complementares aos telescópios baseados no espaço, como o Solar Dynamics Observatory da NASA, que obtém imagens principalmente em luz ultravioleta e não tem capacidade para imagens de alta velocidade que podem ser capturadas a bordo do WB-57F.

As observações de Mercúrio também serão feitas meia hora antes e depois da totalidade, quando o céu ainda está relativamente escuro. Essas imagens, tirada no infravermelho, será a primeira tentativa de mapear a variação da temperatura na superfície do planeta.

Mercúrio gira muito mais devagar do que a Terra - um dia Mercurial equivale a aproximadamente 59 dias terrestres - então o lado noturno esfria a algumas centenas de graus abaixo de zero, enquanto o lado diurno assa a uma temperatura de 800 F. As imagens mostrarão a rapidez com que a superfície esfria, permitindo aos cientistas saber do que o solo é feito e quão denso ele é. Esses resultados darão aos cientistas uma visão sobre como Mercúrio e outros planetas rochosos podem ter se formado.

As imagens da corona também permitirão à equipe pesquisar uma hipotética família de asteróides chamados vulcanóides. Pensa-se que estes objetos orbitam entre o Sol e Mercúrio, e são remanescentes da formação do sistema solar. Se descoberto, vulcanoids podem mudar o que os cientistas entendem sobre a formação de planetas.