美国宇航局资助3个公民科学项目研究2024年美国日全食

这张合成图像显示了2017年8月21日星期一，在俄勒冈州马德拉斯的马德拉斯高中，从右到左的日全食过程。鸣谢:美国国家航空航天局/奥布里·杰米尼亚尼

（神秘的地球uux.cn）据美国宇航局：随着2024年4月8日日全食席卷北美，美国宇航局已向三个科学团队提供资金，以进行公民科学调查。在这些实验中，志愿者将帮助研究太阳及其被称为日冕的缥缈外层大气，当月亮完全覆盖太阳的明亮圆盘时，日冕就会显现出来。

“在明年的日全食期间，数百名志愿者将拍摄太阳及其日冕的图像，以帮助回答关于我们的恒星以及它如何影响我们的真正科学问题，”美国宇航局总部的项目科学家兼日食负责人凯利·科尔里克说。

“这三个项目将建立在2017年日食的公民科学努力的基础上，并允许在太阳物理学大年期间以多种方式参与日食，”美国宇航局太阳物理学公民科学负责人伊丽莎白·麦克唐纳说。“志愿者使这项重要的研究成为可能，我们期待看到他们帮助揭示的东西。”

在可见光波长中，太阳表面比它的日冕要亮得多。然而，在日全食期间，观测者可以看到日冕——科学家可以研究太阳物质如何从太阳移动出来形成太阳风，太阳风是一种不断流动的粒子流，影响着地球和我们的整个太阳系。

由卡本代尔南伊利诺伊大学的鲍勃·贝尔和马特·佩恩领导的动态日食广播(DEB)倡议将组织志愿者在2024年日食期间拍摄日冕图像。在北美超过70个不同的地方使用相同的仪器，参与者将记录日冕在整个日食过程中的每一个瞬间。通过比较不同位置的这些图像，科学家们将跟踪难以研究的内部日冕中的太阳物质羽流，估计它们的速度和加速度，并将这些观察结果与美国宇航局航天器的观察结果联系起来。

该项目扩展了该团队在2017年日全食期间的努力，这一次包括全食路径之外的观察点，在那里部分太阳圆盘将保持可见。来自这些位置的图像将揭示后来观察到的日冕中流出的太阳物质的来源，使研究小组能够追踪它们在太阳上的起源。

一个黑色的圆圈在图像的中间。围绕圆圈的是一条从边缘向外突出的白色细带。从白色条纹中流出的是白色和蓝色的微弱光线，充满了图像的大部分黑色背景。作为明年日全食的彩排，CATE 2024团队根据2023年4月20日澳大利亚日全食期间在两个偏振角度记录的图像制作了这张日冕视图。鸣谢:SwRI/公民美食2024/丹·西顿提供

在美国超过35个志愿科学团队的帮助下，公民大陆-美国望远镜日食(CATE) 2024实验旨在研究日冕和太阳风的结构和变化。由科罗拉多州西南研究所的阿米尔·卡斯皮领导的这个项目将通过在偏振光下拍摄日冕图像来实现这一目的。

光以波的形式传播，但是这些波可以指向不同的方向或偏振角度。类似于一些太阳镜可以过滤掉某些光偏振，CATE 2024相机将记录四种不同的偏振。这将有助于测量太阳风的流动，识别被认为产生太阳风的爆炸过程的特征，并理解日冕中的结构是如何连接的。

每个参赛队都将获得一台照相机、一架望远镜、跟踪架和其他支持设备。他们的图像将被汇编成一部60分钟的高对比度电影，科学家们将把它与其他日食观测结果进行比较，包括美国宇航局太空任务的观测结果。这将有助于科学家研究形成日冕加热、结构和演化的过程。

CATE 2024建立在Citizen CATE 2017实验的基础上，使用了视野更大、对偏振敏感的相机，使它们能够对日冕结构和流动进行独特的测量。

日全食不仅能显示太阳的日冕，还能显示日冕下的太阳大气薄层，称为色球层。利用这一独特的视角，由加利福尼亚州索诺玛州立大学的劳拉·佩蒂科拉斯领导的Eclipse Megamovie 2024项目将招募公民科学家来探索和描述过热气体(等离子体)如何流经日冕和色球层，以及这些区域的等离子体射流或卷须。

在这个项目中，至少有100名训练有素的志愿者将拍摄日全食，使用赤道支架上的相机来补偿地球的旋转。之后，该项目将向科学家和公众提供1200多张日食照片。Eclipse Megamovie 2024将挑战志愿者摄影师和数据分析师参加图像处理比赛，以揭示图像中的等离子体流和射流。

Eclipse Megamovie 2024还将对日食的观测结果与2017 Eclipse Megamovie的结果进行比较。Peticolas预计，随着曝光时间不同的照片数量增加，2024年的处理图像将比2017年的图像更加视觉震撼。由于太阳变得更加活跃——接近所谓的太阳活动高峰期——公民科学家也可能在日冕和色球层捕捉到比2017年更多的活动，提供大量新信息。

这些项目由美国宇航局的太阳物理学公民科学调查(H-CSI)计划资助，该计划通过中等规模的公民科学项目支持公民科学机会。