科学家利用美国国家航空航天局喷气式飞机追踪2024年4月8日日全食

（神秘的地球uux.cn）据美国宇航局（Mara Johnson Groh）：2024年4月8日，日全食将在北美各地产生令人惊叹的景色。虽然任何沿着日食路径、天空晴朗的人都会看到这一壮观的事件，但最好的景色可能是在50000英尺的空中，乘坐美国国家航空航天局的WB-57喷气式飞机。在那里，美国国家航空航天局资助的三个团队正在发送他们的科学仪器来测量日食。

两个团队将对太阳的外层大气——日冕——进行成像，第三个团队将测量电离层，即地球大气层的上层带电层。这些信息将帮助科学家更好地了解日冕的结构和温度，太阳对地球大气层的影响，甚至有助于搜索可能在太阳附近运行的小行星。

在日全食期间，月球完美地遮挡了太阳的明亮表面，使地球的一小块区域陷入黑暗。当太阳的主光被遮蔽时，肉眼就可以看到暗得多的日冕。这为科学家们研究太阳这一神秘区域提供了一个独特的机会。短暂的阳光阻挡也使科学家能够研究太阳光如何影响地球大气层。

在过去，日食推动了许多科学发现。对于这次日食，美国国家航空航天局正在资助几项科学实验，包括使用WB-57的三项实验，以在日食期间进行测量。美国国家航空航天局的WB-57比商用飞机飞得高得多。这一高度使喷气式飞机能够在云层上方飞行，这意味着不可能因恶劣天气而错过日食。此外，这种高度使喷流位于地球大部分大气层的上方，这使得相机能够拍摄更清晰的图像，并捕捉不会到达地面的波长，如红外光。由于这些飞机可以以每小时460英里的速度飞行，它们还可以延长在月球阴影下的时间。虽然日食在地面上的任何时候都不会持续超过4.5分钟，但飞机将看到日食，日食持续时间将延长约25%，超过6分22秒。

这张地图显示了2024年日全食的路径。穿越大陆的黑暗之路就是整体之路。通过沿着这条路径飞行，WB-57将延长它们总共花费的时间。图像：uux.cn/NASA/科学可视化工作室/Michala Garrison；厄尼·赖特，美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的日蚀计算

夏威夷大学的研究员Shadia Habbal是WB-57日食实验的负责人，他说：“通过延长全食的持续时间，我们正在增加我们可以获得的数据的持续时间。”。

Habbal的实验将飞行光谱仪——记录特定波长的光和相机。这些仪器将测量日冕和日冕物质抛射的温度和化学成分，这是太阳物质的大爆发。有了这些数据，科学家们的目标是更好地了解日冕的结构，并确定太阳风的来源，即太阳发射的恒定粒子流。

Habbal希望他们的研究结果将有助于区分不同的日冕加热竞争模型。Habbal说：“这种光是我们最好的探测器，不需要在日冕中插入温度计。”。

美国国家航空航天局/欧空局的太阳和日层天文台（SOHO）于2023年3月13日拍摄到了这段日冕物质抛射的视频。图像：uux.cn/NASA/ESA/SOHO

对于科罗拉多州博尔德市西南研究所的阿米尔·卡斯皮领导的另一个团队来说，这不是他们第一次坐飞机追逐日食。卡斯皮在2017年日全食期间领导了一项WB-57的开创性实验，这场日全食从一个海到另一个海穿越了美国。从喷流中拍摄的图像被用来研究日冕的结构。

那是有史以来第一次使用喷气式飞机研究日食。这一次，改进的相机设置将允许从红外到可见光的更多波长的测量，这将有望揭示有关中下部日冕结构的新信息。这些观测是用高分辨率高速相机拍摄的，也有助于研究环绕太阳的尘环，并有助于搜索可能在太阳附近运行的小行星。

卡斯皮说：“在我们将要研究的某些波长下，没有太多关于太阳的数据。”。“我们不知道我们会发现什么，所以进行这些测量是非常令人兴奋的。”

第三个实验将使用JHU APL设计的一种名为电离层探测器的仪器研究月球阴影对电离层的影响。电离层探测器的功能就像一个简单的雷达。该设备发出高频无线电信号，并监听其从电离层反弹的回波，这使研究人员能够测量电离层的带电程度。

“日食基本上是一个受控实验，”电离层项目负责人、弗吉尼亚州布莱克斯堡弗吉尼亚理工大学的研究助理教授巴拉特·昆杜里说。“这让我们有机会了解太阳辐射的变化如何影响电离层，而电离层反过来又会影响我们日常生活中依赖的雷达和GPS等技术。”