Полное солнечное затмение происходит где-то на Земле примерно каждые 18 месяцев, и так было на протяжении всей истории человечества. Естественно, люди изучали эти драматические события столь же долго: первое известное письменное упоминание о затмении датируется более 3000 лет назад. За все это время мы узнали поразительную сумму из полных затмений о Солнце, Земле и даже о фундаментальных законах физики.
На протяжении большей части истории полнота – период времени, в течение которого Луна покрывает весь солнечный диск – была единственным временем, когда люди могли видеть слабый внешний слой Солнца. Эта тонкая оболочка плазмы, называемая короной, сыграла центральную роль во многих научных достижениях, достигнутых в результате изучения затмений.
8 апреля полное солнечное затмение пройдет над Мексикой, США и Канадой. Наша специальная серия охватывает все, что вам нужно знать: от того, как и когда его увидеть, до самых странных затмений в истории.
Корона является домом для многих наиболее интересных солнечных явлений, в том числе корональных выбросов массы (КВМ), которые происходят, когда вихревое магнитное поле Солнца выбрасывает нити и капли материала в космос. CME, поражающие Землю, могут повредить спутники и электрическую сеть, и они могут быть чрезвычайно опасны для астронавтов в космосе, за пределами защиты земной атмосферы.
«Магнитная активность Солнца меняется со временем и меняется по всей поверхности звезды», — говорит Мередит МакГрегор из Университета Джонса Хопкинса в Мэриленде. Пока у нас нет хорошего способа предсказать эту активность. Но мы могли бы начать делать это с изучения короны.
Полное солнечное затмение — не единственный способ взглянуть на самые внешние слои Солнца. Существует также инструмент, называемый коронографом, который использует тень, чтобы заблокировать солнечный диск во время своего рода искусственного затмения. Эти инструменты важны не только для изучения нашей собственной звезды, но и для изучения других, более далеких звезд и поиска любых вращающихся вокруг них планет, которые в противном случае были бы скрыты в сиянии звездного света. «Вдохновение на использование коронографов для блокировки света других звезд, чтобы мы могли искать их экзопланеты, исходит от естественных затмений», — говорит МакГрегор.
Та же самая тусклость, из-за которой корону трудно наблюдать за пределами ее целостности, также делает ее отличной мишенью для спектроскопии. Спектроскопия работает путем разложения света на составляющие его длины волн. Это позволяет исследователям определять, какие элементы присутствуют в материале, по уникальному набору длин волн, которые излучает или поглощает каждый элемент. Гелий был открыт с помощью спектроскопии во время затмения в 1868 году, когда какой-либо элемент был открыт путем изучения неба.
Вскоре после этого астрономы обнаружили в короне еще один новый элемент, который они назвали коронием, но оказалось, что это просто железо, нагретое до необычайных температур в миллионы градусов. Несмотря на то, что это был не новый элемент, это была загадочная находка: температура поверхности Солнца составляет всего около 5600°C, так как же самый внешний слой мог быть настолько душным?
Северная Америка увидит кольцевое солнечное затмение 14 октября и полное затмение в апреле 2024 года. Ученые готовятся использовать эти очки для изучения загадочной короны нашей звезды.
«Представьте, что вы находитесь у костра и начинаете уходить от костра. И должно было бы стать холоднее, но становится намного жарче», — говорит Фредерик Бертли из Центра науки и промышленности в Огайо. «Вот что происходит в короне, и никто не знает, почему».
Солнечные затмения даже стали одними из первых доказательств общей теории относительности Альберта Эйнштейна, которая определяет, как гравитация ведет себя в больших масштабах. Одно из главных предсказаний общей теории относительности заключается в том, что массивные объекты должны искривлять траекторию света, проходящего мимо них. Эйнштейн впервые представил свою теорию в 1915 году, а доказательства ее правдивости появились в 1919 году, когда астроном Артур Эддингтон наблюдал, как звездный свет огибает Солнце во время солнечного затмения.
Когда в этом месяце над Центральной и Северной Америкой пройдет полное солнечное затмение, астрономы продолжат свою давнюю традицию использования полного солнечного затмения для точных наблюдений за Солнцем и тем, как оно влияет на пространство вокруг него. У Солнца еще есть много тайн, которые нужно разгадать, и затмение — один из лучших моментов для их изучения.
