p Em 11 de dezembro, 2017, seis pesquisadores discutiram as descobertas iniciais com base em observações do Sol e da Terra coletadas durante o eclipse solar que se estendeu pela América do Norte em 21 de agosto, 2017. Variando de novas informações sobre a forma como a atmosfera do Sol gera calor, de como a queda na energia solar afetou a atmosfera da Terra, e até mesmo como se proteger contra a contaminação de outros planetas com bactérias, os pesquisadores compartilharam seus resultados na reunião de outono da American Geophysical Union, em Nova Orleans. p "Este eclipse nos deu a oportunidade de cimentar a ideia da conexão Sol-Terra, "disse Lika Guhathakurta, que liderou os esforços científicos da NASA para o eclipse de 21 de agosto. "Uma variedade de novas observações, instrumentos e plataformas de observação foram habilitados por este eclipse. Será fascinante observar como estes se desenvolvem em novos planos de pesquisa e novas tecnologias para uso futuro. "

p Um momento na atmosfera do Sol

p Enquanto eclipses solares totais acontecem uma vez a cada 18 meses em algum lugar da Terra, o eclipse de agosto foi raro em seu longo caminho sobre a terra:o eclipse total durou cerca de 90 minutos no total, desde o momento em que alcançou a costa do Oregon até quando deixou o continente norte-americano na Carolina do Sul. Por tanto tempo, O caminho ininterrupto sobre a terra proporcionou aos cientistas uma rara mudança para investigar o Sol e sua influência na Terra de maneiras que geralmente não são possíveis.

p Durante os poucos momentos de um eclipse solar total, a coroa do Sol - de outra forma muito fraca para ver ao lado de sua face brilhante - é visível da Terra. Estudamos a corona do espaço com instrumentos chamados coronógrafos, que criam eclipses artificiais usando um disco de metal para bloquear a face do sol.

p Mas as regiões mais internas da coroa do Sol em luz branca 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 de agosto - difração não é um problema, e os cientistas são capazes de medir a coroa inferior em grande detalhe.

p Dois cientistas falaram na coletiva de imprensa sobre suas pesquisas sobre a coroa:Amir Caspi, um cientista espacial do Southwest Research Institute em Boulder, Colorado, e Matt Penn, do Observatório Solar Nacional. O estudo da corona do nosso Sol oferece uma oportunidade para entender o que impulsiona seu intenso calor, bem como para melhorar nossa capacidade de prever quando o Sol poderá entrar em erupção com explosões gigantes de material solar conhecidas como ejeções de massa coronal, o que pode afetar nosso ambiente espacial e - quando intenso - impactar satélites.

p Como Caspi explicou:Dependendo da localização no solo, alguém estudando o Sol durante o eclipse de 21 de agosto poderia coletar até 2 minutos e 42 segundos de dados. Mas o projeto de Caspi, financiado pela NASA, inspirou-se em estudos anteriores de eclipses para esticar esse tempo ainda mais. Usando um par de jatos NASA WB-57, Caspi e sua equipe tiveram uma visão ininterrupta da coroa solar por pouco mais de sete minutos e meio.

p Embora tenham sido originalmente projetados para ajudar a monitorar os lançamentos de ônibus espaciais, os telescópios - e os jatos nos quais foram montados - foram uma bênção surpreendente para a ciência solar.

p "Esses instrumentos não foram construídos para a ciência; eles foram reaproveitados para a ciência, "disse Caspi." Este foi o primeiro projeto de astronomia aerotransportado na plataforma WB-57. "

p Esta ciência adaptada torna a análise de dados ainda mais desafiadora, já que as imagens devem ser processadas e calibradas com cuidado para revelar detalhes importantes sobre as ondas magnéticas do Sol e sua relação com as temperaturas extraordinariamente altas na coroa solar.

p Matt Penn também aproveitou o caminho do eclipse sobre a terra para obter um conjunto único de observações. O projeto Citizen CATE - abreviação de Continental-America Telescopic Eclipse - composto por 68 pequenos telescópios idênticos espalhados pelo caminho da totalidade e operados por cidadãos e estudantes cientistas.

p "Quando a sombra da Lua deixou um de nossos telescópios, cobriu o próximo em nossa rede, "disse Penn." Em vez de observar por dois minutos e meio, pudemos observar por 93 minutos. "

p Durante o eclipse, 61 dos 68 telescópios do projeto conseguiram capturar imagens coronais, totalizando 82 minutos de tempo total de observação dos 93 minutos que o eclipse solar total ocorreu sobre a terra. Este sucesso significa que há uma grande quantidade de dados para a equipe analisar - embora Penn diga que eles foram capazes de capturar imagens detalhadas das características solares em que estavam mais interessados:O vento solar rápido flui perto dos pólos norte e sul do Sol.

p Explorando a conexão Sol-Terra

p Outros cientistas presentes no briefing apresentaram resultados sobre o impacto do eclipse perto de casa. No alto da atmosfera superior da Terra, acima da camada de ozônio, a intensa radiação do Sol cria uma camada de partículas eletrificadas chamada ionosfera. Esta região da atmosfera reage às mudanças tanto da Terra abaixo quanto do espaço acima. Essas mudanças na baixa atmosfera ou no clima espacial podem se manifestar como interrupções na ionosfera que podem interferir nos sinais de comunicação e navegação.

p Greg Earle, da Virginia Tech, usou o eclipse como um laboratório natural para testar modelos dos efeitos da ionosfera sobre esses sinais de comunicação. Earle e sua equipe usaram modelos de computador para estimar como o eclipse afetaria os sinais de rádio, principalmente, quão longe eles poderiam viajar através da atmosfera antes de definhar. Eles previram que o eclipse aumentaria o alcance dos sinais de rádio por causa de uma queda no número de partículas energizadas na ionosfera, semelhante ao que acontece à noite. E eles estavam certos.

p "Os dados foram uma confirmação de que nossa modelagem estava no caminho certo, "disse Earle." Durante o eclipse, sinais de rádio se propagaram muito, muito mais longe do que em um dia normal. "

p Earle e sua equipe usaram uma ladainha de transmissores e receptores de rádio para testar o alcance dos sinais de rádio durante o eclipse:Duas estações de radar pré-existentes, quatro sites de antenas customizadas, e relatórios de milhares de operadores de rádio amador em toda a América do Norte, que ofereceram suas observações como parte de um concurso organizado em conjunto com a American Radio Relay League.

p Validar este modelo da ionosfera é um passo para entender as mudanças menos previsíveis na ionosfera que podem impactar a confiabilidade de nossas comunicações e sinais de navegação.

p Angela Des Jardins, da Montana State University, falou no briefing sobre o Eclipse Ballooning Project, que voou balões através da baixa atmosfera da Terra durante o eclipse. Se você assistiu ao eclipse online em 21 de agosto, algumas das filmagens ao vivo que você viu podem ter vindo desses balões. Os balões - voaram para mais de 100, 000 pés por 55 equipes de estudantes universitários e do ensino médio - proporcionou a primeira filmagem ao vivo de um eclipse desta região da atmosfera. Além de oferecer excelentes vistas, eles também possibilitaram uma ciência única.

p O projeto incorporou voos de balão meteorológico de uma dúzia de locais para formar uma imagem de como a baixa atmosfera da Terra - a parte com a qual interagimos e que afeta diretamente nosso clima - reagiu ao eclipse. Esses dados revelaram que a camada limite planetária, a parte mais baixa da atmosfera da Terra, caiu quase à sua altitude noturna durante o eclipse.

p Várias dezenas de balões do eclipse também voaram com cartões contendo bactérias inofensivas para nos ajudar a entender os possíveis problemas de contaminação planetária.

p "Não queremos contaminar outros planetas quando enviamos robôs - ou mesmo humanos - então precisamos entender se a vida microscópica, como bactérias, poderia sobreviver em Marte, "disse Des Jardins.

p De muitas maneiras, A estratosfera da Terra é semelhante ao ambiente na superfície de Marte, com uma exceção primária:a quantidade de luz solar. Mas durante o eclipse, o nível de luz do sol caiu para algo mais próximo do que você poderia esperar ver em Marte, fornecendo o ambiente perfeito para testar a resistência desses invasores potenciais de Marte. Os cientistas estão analisando os dados desse experimento, e espero ter resultados para publicar nos próximos meses.

p Jay Herman, Cientista-chefe do EPIC na NASA Goddard, apresentado sobre como o evento de 21 de agosto deu aos cientistas a oportunidade de estudar os efeitos do eclipse bloqueando parte da luz solar que chega à Terra. Este é um passo para medir com mais precisão o papel das nuvens na regulação da quantidade de energia solar que atinge a superfície da Terra, e quanto é refletido de volta para o espaço. Os programas de computador podem estimar o impacto de diferentes tipos de nuvens no orçamento de energia da Terra, e um evento como o eclipse - onde a Lua atua como um gigante, nuvem impenetrável - pode melhorar esses programas.

p O Deep Space Climate Observatory - uma espaçonave da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional que orbita 1 milhão de milhas da Terra e está sempre posicionada entre a Terra e o Sol - forneceu uma plataforma única para visualizar o eclipse e seu impacto. Ele carrega um instrumento da NASA chamado Earth Polychromatic Imaging Camera, ou EPIC, que mede diferentes comprimentos de onda da luz refletida da Terra.

p Quando Herman e seus colegas mediram quanta luz foi refletida durante o eclipse, eles descobriram que foi reduzido em 10 por cento em todo o mundo. Regular, dias sem eclipse normalmente variam em menos de 1 por cento, em comparação.

p E mais...

p Muitos outros cientistas - com o apoio da NASA - aproveitaram o eclipse para conduzir novos estudos do Sol e da Terra em 21 de agosto.

p Pesquisa Solar

p Um grupo financiado pela NASA liderado por Shadia Habbal na Universidade do Havaí encontrou material atipicamente frio na coroa acima de uma área onde uma ejeção de massa coronal tinha acabado de irromper na superfície, antes do eclipse. Essa descoberta está ajudando os cientistas a entender a física dos plasmas dinâmicos na coroa.

p Em Madras, Oregon, uma equipe de cientistas da NASA liderada por Nat Gopalswamy do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, apontou um novo, câmera de polarização especializada na corona, tirando 50 imagens em quatro comprimentos de onda diferentes em pouco mais de dois minutos. As imagens capturaram dados sobre a temperatura e velocidade do material solar na corona.

p 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 processo demorado, incorporando milhares de minúsculos filtros de polarização para ler luz polarizada em diferentes direções simultaneamente.

p Os resultados da equipe foram consistentes com os de eclipses anteriores observados pelos mais velhos, câmeras de polarização mais desajeitadas - demonstrando com sucesso que o instrumento pode ser usado para obter medições precisas sem uma roda de polarização. Com mais testes e desenvolvimento, a câmera do grupo acabará amadurecendo e se tornando um instrumento destinado ao vôo espacial.

p Paul Bryans, um cientista da UCAR, liderou outro projeto financiado pela NASA para estudar o Sol durante o eclipse de agosto. Eles foram capazes de capturar um espectro da coroa do Sol em comprimentos de onda que vão de cerca de 1 a 5 mícrons, comprimentos de onda muito mais longos do que aqueles que constituem os tipos de luz que nossos olhos podem ver. Este espectro é uma medição raramente feita, e Bryans e sua equipe estão esperançosos de que ele revele características interessantes sobre a atmosfera do Sol.

p A equipe de Bryans também se concentrou na captura de imagens da cromosfera - a parte da atmosfera do Sol abaixo da coroa - um pouco antes e depois da totalidade, quando seria visível além da borda da Lua sem ser oprimido pela face brilhante do Sol.

p "Uma das coisas interessantes que fizemos até agora foi comparar os resultados com alguns outros experimentos de eclipses, "disse Bryans. Em particular, comparando seus dados com os coletados por um experimento aerotransportado da National Science Foundation, eles podem apontar quais partes do espectro solar são promissoras para futuros estudos baseados em terra. "Uma das coisas que precisamos saber é exatamente quais comprimentos de onda o ar absorve - se a atmosfera da Terra absorve a luz que você está procurando, Não há sentido."

p Philip Judge, também do Observatório de Alta Altitude, liderou uma equipe em conjunto com Bryans para estudar a coroa solar e a cromosfera com espectrógrafos - instrumentos que categorizam a luz por seus comprimentos de onda componentes - para ver as impressões digitais deixadas pelo campo magnético solar. Este espectro de flash cromosférico, gravado com resolução de tempo sem precedentes, permite à equipe estudar a cromosfera em função da altura em escalas de apenas alguns quilômetros. A análise desses dados está em andamento.

p Judge também coordenou o experimento do espectrômetro aerotransportado de infravermelho do Smithsonian. Os resultados preliminares deste projeto mostram duas linhas de emissão da corona anteriormente não vistas. Esses dados também foram calibrados com coronógrafos baseados em terra usados ​​diariamente fora do eclipse e estão dando aos pesquisadores uma compreensão clara da relação entre a emissão da coroa e a luz que a atmosfera da Terra absorve.

p Trabalhando junto com o projeto Citizen CATE em dois sítios de telescópio, Padma Yanamandra-Fisher e sua equipe usaram o eclipse de agosto para medir a luz polarizada da coroa solar interna, que só pode ser observado do solo durante um eclipse solar total. Estudar a coroa interna do Sol em luz polarizada ajuda os cientistas a rastrear as assinaturas da atividade solar que podem ajudar a explicar as temperaturas extraordinariamente altas da coroa.

p A análise inicial mostra que a polarização foi maior ao longo do equador do Sol, mostrando onde os elétrons livres eram mais abundantes, bem como outros recursos na corona. Eles também descobriram que uma estrutura de material ejetado - uma proeminência - estava fracamente polarizada.

p A equipe de Yanamandra-Fisher também combinará seus dados com os do Citizen CATE para ajudar a lançar luz sobre a variabilidade de curto período na coroa solar, que ocorre na escala de tempo de apenas algumas horas.

p "O conjunto de dados que adquirimos de um de nossos dois sites é um dos melhores conjuntos de dados de polarização visível da coroa interna disponíveis no momento, porque tínhamos um local de observação imaculado em Tetonia, Idaho, e um ótimo exemplo de colaboração de observadores profissionais e amadores, "disse Yanamandra-Fisher.

p Pesquisa Ionosférica

p Conforme a sombra se movia pelo país, cortando a fonte usual de radiação ionizante da ionosfera, uma equipe liderada por Phil Erickson do Observatório Haystack do Massachusetts Institute of Technology observou ondas circulares em arco - distúrbios na densidade de elétrons da região, nomeado por sua semelhança com as ondas que um barco faz ao navegar pela água. Essas ondas aceleraram ao longo do caminho da totalidade a 300 milhas por segundo. Perturbações ionosféricas em viagem às vezes são responsáveis ​​por padrões de clima espacial na alta atmosfera, e muitas vezes estão ligados a ondas de gravidade atmosféricas.

p "Nossas medições ionosféricas durante o eclipse de agosto de 2017 foram extremamente bem. O radar ionosférico de alta potência em Millstone Hill, no leste de Massachusetts, funcionou perfeitamente durante cinco dias ao redor do eclipse, medir a densidade ionosférica, temperatura, e velocidade acima da cabeça e também em diferentes direções na Costa Leste, "disse Erickson." Além disso, nosso software de conteúdo eletrônico total baseado em GPS produziu mapas de ampla cobertura da resposta ionosférica em todo o continente norte-americano. Ambos os conjuntos de dados têm muitos recursos fascinantes, alguns dos quais foram inesperados. "

p Bob Marshall e sua equipe, da University of Colorado Boulder, sondou a resposta da região D da ionosfera ao eclipse com frequência muito baixa, ou VLF, sinais de rádio. Esta é a parte mais baixa e menos densa da ionosfera - e por causa disso, o menos compreendido.

p A coleta de dados correu bem, Marshall disse, e o grupo obteve todos os dados que esperava. A equipe coletou sinais do transmissor VLF viajando pelo caminho da totalidade em Boulder; Bear Lake, Utah; e Elginfield, Ontário, Canadá. Todas as observações mostraram assinaturas claras do eclipse, bem como uma explosão solar inesperada.

p "Continuamos a colocar as simulações do modelo juntas para validar essas observações VLF do eclipse, "Marshall disse." O modelo é bastante complicado e complexo, mas estamos fazendo um grande progresso. "