p Um eclipse solar total acontece em algum lugar da Terra uma vez a cada 18 meses. Mas porque a superfície da Terra é principalmente oceano, a maioria dos eclipses são visíveis sobre a terra por apenas um curto período de tempo, se em tudo. O eclipse solar total de 21 de agosto, 2017, é diferente - seu caminho se estende sobre a terra por quase 90 minutos, dando aos cientistas uma oportunidade sem precedentes de fazer medições científicas do solo. p Quando a Lua se mover na frente do Sol em 21 de agosto, vai obscurecer completamente a face brilhante do sol. Isso acontece por causa de uma coincidência celestial - embora o Sol seja cerca de 400 vezes mais largo que a Lua, a Lua em 21 de agosto estará cerca de 400 vezes mais perto de nós, tornando seu tamanho aparente no céu quase igual. Na verdade, a Lua parecerá ligeiramente maior do que o Sol para nós, permitindo que obscureça totalmente o Sol por mais de dois minutos e meio em alguns locais. Se eles tivessem exatamente o mesmo tamanho aparente, o eclipse total duraria apenas um instante.

p O eclipse revelará a atmosfera externa do Sol, chamada de corona, que de outra forma é muito escuro para ver ao lado do sol brilhante. Embora estudemos a corona do espaço com instrumentos chamados coronógrafos - que criam eclipses artificiais usando um disco de metal para bloquear a face do Sol - ainda existem algumas regiões inferiores da atmosfera do Sol que são visíveis apenas durante eclipses solares totais. Por causa de uma propriedade da luz chamada difração, o disco de um coronógrafo deve bloquear a superfície do Sol e uma grande parte da coroa para obter imagens nítidas. Mas porque a Lua está tão longe da Terra - cerca de 230, 000 milhas de distância durante o eclipse - difração não é um problema, e os cientistas são capazes de medir a coroa inferior em detalhes.

p A NASA está aproveitando o dia 21 de agosto, 2017, eclipse financiando 11 investigações científicas baseadas em solo nos Estados Unidos. Seis deles focalizam a coroa solar.

p A fonte do clima espacial

p Nosso Sol é uma estrela ativa que libera constantemente um fluxo de partículas carregadas e campos magnéticos conhecidos como vento solar. Este vento solar, junto com arrotos discretos de material solar, conhecidos como ejeções de massa coronal, pode influenciar o campo magnético da Terra, enviar partículas chovendo em nossa atmosfera, e - quando intenso - satélites de impacto. Embora possamos rastrear essas erupções solares quando elas deixam o Sol, a chave para prever quando eles acontecerão pode estar no estudo de suas origens na energia magnética armazenada na coroa inferior.

p Uma equipe liderada por Philip Judge do High Altitude Observatory em Boulder, Colorado, usará novos instrumentos para estudar a estrutura do campo magnético da corona por meio de imagens desta camada atmosférica durante o eclipse. Os instrumentos farão a imagem da corona para ver as impressões digitais deixadas pelo campo magnético em comprimentos de onda visíveis e infravermelhos próximos do topo de uma montanha perto de Casper, Wyoming. Um instrumento, POLARCAM, usa nova tecnologia baseada nos olhos do camarão mantis para obter novas medidas de polarização, e servirá como uma prova de conceito para uso em futuras missões espaciais. A pesquisa aumentará nossa compreensão de como o Sol gera o clima espacial.

p "Queremos comparar entre os dados infravermelhos que estamos capturando e os dados ultravioleta registrados pelo Solar Dynamics Observatory da NASA e pelo satélite Hinode da JAXA / NASA, "disse o juiz." Este trabalho irá confirmar ou refutar nosso entendimento de como a luz em todo o espectro se forma na coroa, talvez ajudando a resolver alguns desacordos incômodos. "

p Os resultados da câmera irão complementar os dados de um estudo aerotransportado que imagina a corona no infravermelho, bem como outro estudo infravermelho baseado em terra liderado por Paul Bryans no High Altitude Observatory. Bryans e sua equipe ficarão sentados dentro de um trailer no topo da montanha Casper, em Wyoming, e aponte um instrumento especializado para o eclipse. O instrumento é um espectrômetro, que coleta a luz do Sol e separa cada comprimento de onda da luz, medindo sua intensidade. Este espectrômetro específico, chamado de interferômetro aerotransportado NCAR, vai, pela primeira vez, examinar a luz infravermelha emitida pela coroa solar.

p “Esses estudos são complementares. Teremos as informações espectrais, que revela os comprimentos de onda componentes da luz, "disse Bryans." E a equipe de Philip Judge terá a resolução espacial para dizer de onde certas características estão vindo. "

p Esses novos dados ajudarão os cientistas a caracterizar o complexo campo magnético da corona - informações cruciais para compreender e, eventualmente, ajudar a prever eventos climáticos espaciais. Os cientistas irão aumentar seu estudo analisando seus resultados juntamente com observações baseadas no espaço correspondentes de outros instrumentos a bordo do Solar Dynamics Observatory da NASA e do Hinode conjunto NASA / JAXA.

p Em Madras, Oregon, uma equipe de cientistas da NASA liderada por Nat Gopalswamy no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, apontará um novo, câmera de polarização especializada na fraca atmosfera externa do Sol, a coroa, tirando exposições de vários segundos em quatro comprimentos de onda selecionados em pouco mais de dois minutos. Suas imagens irão capturar dados sobre a temperatura e a velocidade do material solar na corona. Atualmente, essas medições só podem ser obtidas a partir de observações baseadas na Terra durante um eclipse solar total.

p Para estudar a corona em momentos e locais fora de um eclipse total, cientistas usam coronógrafos, que imita eclipses usando discos sólidos para bloquear a face do Sol da mesma forma que a sombra da Lua faz. Coronógrafos típicos usam um filtro polarizador em um mecanismo que gira em três ângulos, um após o outro, para cada filtro de comprimento de onda. A nova câmera foi projetada para eliminar esse desajeitado, processo demorado, incorporando milhares de minúsculos filtros de polarização para ler luz polarizada em diferentes direções simultaneamente. Testar este instrumento é um passo crucial para melhorar os coronógrafos e, finalmente, nossa compreensão da corona - a própria raiz da radiação solar que preenche o ambiente espacial da Terra.

p Aquecimento coronal inexplicável

p A resposta a outro mistério também está na coroa inferior:acredita-se que ela contenha os segredos de uma antiga questão de como a atmosfera solar atinge temperaturas tão inesperadamente altas. A coroa do Sol é muito mais quente do que sua superfície, o que é contra-intuitivo, como a energia do Sol é gerada pela fusão nuclear em seu núcleo. Normalmente as temperaturas caem de forma consistente conforme você se afasta dessa fonte de calor, da mesma forma que fica mais frio conforme você se afasta do fogo - mas não é assim no caso da atmosfera do Sol. Os cientistas suspeitam que medições detalhadas da maneira como as partículas se movem na coroa inferior podem ajudá-los a descobrir o mecanismo que produz esse enorme aquecimento.

p Padma Yanamandra-Fisher, do Space Science Institute, conduzirá um experimento para obter imagens da coroa inferior em luz polarizada. Luz polarizada é quando todas as ondas de luz são orientadas da mesma maneira, e é produzido quando comum, luz não polarizada passa por um meio - neste caso, os elétrons da coroa solar interna.

p "Medindo o brilho polarizado da coroa solar interna e usando modelagem numérica, podemos extrair o número de elétrons ao longo da linha de visão, "disse Yanamandra-Fisher." Essencialmente, estamos mapeando a distribuição de elétrons livres na coroa solar interna. "

p Mapear a coroa interna em luz polarizada para revelar a densidade das eleições é um fator crítico na modelagem de ondas coronais, uma possível fonte de aquecimento coronal. Junto com imagens de luz não polarizadas coletadas pelo projeto de ciência cidadã financiado pela NASA chamado Citizen CATE, que reunirá imagens de eclipses de todo o país, essas medições de luz polarizada podem ajudar os cientistas a resolver a questão das temperaturas excepcionalmente altas da coroa solar.

p Shadia Habbal, do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí, em Honolulu, vai liderar uma equipe de cientistas para fazer imagens do Sol durante o eclipse solar total. O longo caminho do eclipse sobre a terra permite que a equipe faça imagens do Sol de cinco locais em quatro estados diferentes, cerca de 600 milhas de distância, permitindo-lhes rastrear mudanças de curto prazo na coroa e aumentando as chances de bom tempo.

p Eles usarão espectrômetros, que analisam a luz emitida por diferentes elementos ionizados na corona. Os cientistas também usarão filtros exclusivos para imagens seletivas da coroa em certas cores, o que lhes permite sondar diretamente a física da atmosfera externa do Sol.

p Com esses dados, eles podem explorar a composição e temperatura da coroa, e medir a velocidade das partículas que fluem do sol. Cores diferentes correspondem a elementos diferentes - níquel, ferro e argônio - que perderam elétrons, ou foi ionizado, no calor extremo da corona, e cada elemento ioniza a uma temperatura específica. Ao analisar essas informações juntos, os cientistas esperam entender melhor os processos que aquecem a coroa.

p Amir Caspi do Southwest Research Institute em Boulder, Colorado, e sua equipe usará dois dos jatos de pesquisa WB-57F da NASA para fazer observações de telescópios gêmeos montados no nariz dos aviões. Eles irão capturar as imagens mais nítidas da atmosfera externa do Sol - a corona - até o momento e as primeiras imagens térmicas de Mercúrio, revelando como a temperatura varia ao longo do