追逐阴影：NASA以喷气燃料探索太阳的秘密

2024年4月8日的日食将成为科学研究的首要事件，尤其是美国国家航空航天局的WB-57喷气式飞机将提供更多的视野和数据收集机会。这些高空飞行旨在研究日冕和电离层的电特性，深入了解太阳对地球的影响，并协助寻找近太阳小行星。

美国国家航空航天局的 WB-57 喷气机将捕捉 2024 年日食的空前景象，研究日冕和电离层，以加深对太阳和大气动力学的了解。

2024 年 4 月 8 日的日全食将为北美各地带来令人惊叹的美景。虽然日食路径沿线晴空万里的任何人都能看到这一壮观景象，但最佳视角可能是在 5 万英尺的高空，在美国宇航局的 WB-57 喷气式飞机上。美国国家航空航天局（NASA）资助的三个团队将在那里派出科学仪器对日食进行测量。

美国国家航空航天局（NASA）资助的三支团队将在那里派出科学仪器对日食进行测量。资料来源：美国国家航空航天局

两个小组将对太阳的外层大气--日冕--进行成像，第三个小组将对电离层--地球大气层的上层带电层进行测量。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，甚至有助于寻找可能在太阳附近运行的小行星。

日全食期间，月球完美地遮住了太阳的亮光，使地球上的一小块区域陷入黑暗。太阳的主光被遮住后，肉眼就能看到暗淡得多的日冕。这为科学家研究太阳的这一神秘区域提供了独特的机会。短暂的阳光遮挡还能让科学家研究太阳光如何影响地球大气层。

过去，日食推动了无数科学发现。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 飞机进行的三项实验--在日食期间进行测量。美国国家航空航天局的 WB-57 飞机比商用飞机飞得高得多。这一高度使喷气式飞机能够飞越云层，这意味着不会因恶劣天气而错过日食。此外，喷气式飞机的飞行高度使其处于地球大部分大气层之上，这使得相机能够拍摄出更清晰的图像，并捕捉到无法到达地面的红外光等波长。由于飞机能以每小时 460 英里的速度飞行，它们还能延长在月影中停留的时间。虽然月食在地面上任何一点的持续时间都不会超过四分半钟，但飞机看到的月食持续时间将延长约 25%，超过 6 分 22 秒。

该地图显示了 2024 年日全食的路径。横跨大陆的深色路径就是全食路径。通过沿着这条路径飞行，WB-57 将延长在全食中停留的时间。资料来源：NASA/科学可视化工作室/Michala Garrison；日食计算：NASA 戈达德太空飞行中心 Ernie Wright

夏威夷大学研究员 Shadia Habbal 是 WB-57 日食实验的负责人之一。他的实验将搭载记录特定波长光线的光谱仪和照相机。这些仪器将测量日冕和日冕物质抛射的温度和化学成分，日冕物质抛射是太阳物质的大爆发。利用这些数据，科学家们旨在更好地了解日冕的结构，并确定太阳风（太阳不断发射的粒子流）的来源。

Habbal希望他们的研究结果有助于区分不同的日冕受热模式，他说："这盏灯是我们在日冕中插入温度计之外最好的探测器。"

美国宇航局/欧空局的太阳和日光层天文台（SOHO）拍摄到了 2023 年 3 月 13 日日冕物质抛射的视频。资料来源：NASA/ESA/SOHO

对于科罗拉多州博尔德西南研究所阿米尔-卡斯皮领导的另一个团队来说，这并不是他们第一次用飞机追逐日食。在2017年日全食期间，Caspi曾带领WB-57飞机进行了一次开创性的实验，日全食从海到海横穿了美国。喷气机拍摄的图像被用来研究日冕的结构。

那是第一次利用喷流研究日食。这一次，改进后的相机设置将允许测量从红外线到可见光的更多波长，有望揭示有关中冕和下冕结构的新信息。使用高分辨率高速相机进行的观测还有助于研究环绕太阳的尘埃环，并帮助搜寻可能在太阳附近运行的小行星。

卡斯皮说："在我们将要研究的一些波长上，太阳的数据并不多。我们不知道会发现什么，所以进行这些测量特别令人兴奋"。

第三个实验将使用一种称为电离层探测仪的仪器研究月球阴影对电离层的影响，该仪器由 JHU APL 设计。电离层探测仪的功能类似于一个简单的雷达。该装置发出高频无线电信号，并聆听其在电离层上的回声，从而使研究人员能够测量电离层的带电程度。

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研究助理教授巴拉特-昆杜里（Bharat Kunduri）说："日食基本上是一个受控实验。它让我们有机会了解太阳辐射的变化会如何影响电离层，而电离层的变化又会反过来影响雷达和全球定位系统等我们日常生活中依赖的一些技术。"

编译自:ScitechDaily