Сонячні затемнення, як правило, є вражаючими подіями. Але повне затемнення, що відбудеться 8 квітня, ще більше посилить враження.
У порівнянні з останнім повним затемненням, яке пройшло над Сполученими Штатами у 2017 році, цьогорічне повне затемнення триватиме довше, небо буде темнішим, а саме сонце влаштує набагато яскравіше шоу. І мільйони людей зможуть вийшовши з дому, побачити одну з найдивовижніших астрономічних подій у своєму житті.
Це також буде єдине велике затемнення, яке за останні 20 років перетне Північну Америку. Все це означає, що це особливо рідкісна можливість як для звичайних спостерігачів, так і для науковців. Ось кілька речей, які варто знати про цю вражаючу подію.
Чому це затемнення триватиме довше і матиме більш активне Сонце?
У квітні Місяць перебуватиме в точці своєї орбіти, порівняно близькій до Землі, через що він здаватиметься особливо великим. Як наслідок, для тих, кому пощастить потрапити на шлях повного затемнення – коли Місяць повністю закриває диск Сонця – це буде особливо темне затемнення, яке триватиме майже 4,5 хвилини. Це майже на дві хвилини довше, ніж Велике сонячне затемнення в Америці у 2017 році (SN: 8/11/17).
Більше того, сонце буде близьким до сонячного максимуму в 2024 році. Це пік його приблизно 11-річного циклу активності. Як наслідок, з сонячної корони, зовнішньої атмосфери Сонця, буде виходити багато яскравих, пелюсткоподібних потоків плазми. Зростання сонячної активності також підвищує ймовірність викиду корональної маси – великого струменя гарячого газу, що потрапляє в петлю магнітного поля і вилітає з поверхні Сонця.
Довший час для спостереження затемнення і більш активне Сонце зроблять його не лише кращим видовищем, але й благом для науковців, які мають у своєму розпорядженні більше телескопів, датчиків і супутників для вивчення Сонця, ніж будь-коли раніше. Навіть глядачі без спеціального обладнання зможуть побачити потоки і викид корональної маси, якщо він відбудеться.
Чим відрізняється шлях цього затемнення?
“Усередині траєкторії [повного затемнення] буде майже 32 мільйони людей, – каже картограф Міхаель Цейлер (Michael Zeiler). Це приблизно в 2,5 рази більше, ніж під час затемнення 2017 року. А “основні мегаполіси Східного узбережжя від Балтимора до Бостона знаходяться на відстані близько 200 миль від шляху затемнення”.
Це означає, що шлях затемнення буде дуже доступним для більшої частини населення США, каже Зейлер, засновник сайту GreatAmericanEclipse.com. Затемнення буде в тій чи іншій мірі видно в кожному штаті США, а також в деяких частинах північно-західної Мексики і південно-східної Канади.
Траєкторія затемнення 2024 року також буде особливо корисною для дослідників, які використовують радари для вивчення заряджених частинок високо в атмосфері. На відміну від двох останніх північноамериканських затемнень, каже вчений-космолог Бхарат Кундурі з Вірджинського технологічного інституту в Блексбурзі, цьогорічна траєкторія проходить в межах спостереження трьох радарів у всесвітній мережі Super Dual Auroral Radar Network.
Ці радари відстежують газоподібну плазму позитивно заряджених атомів і негативно заряджених електронів в атмосфері Землі, яка утворюється, коли сонячні промені вибивають електрони з атомів. Плазма утворює іоносферу, яка може діяти як дзеркало для радіосигналів і відбивати сигнали від наземних передавачів назад до приймачів, замість того, щоб пускати їх у космос. Це збільшує радіус дії передавачів. Іоносфера також змінює передачу сигналів на Землю від супутників GPS. Врахування цього ефекту має вирішальне значення для забезпечення точності систем GPS.
Під час сонячного затемнення, як і вночі, все сонячне випромінювання зникає, а атмосфера стає трохи менш щільною і менш іонізованою. “І радіохвилі можуть поводитися по-іншому”, – каже Кундурі. Використання інструментів в мережі радарів під час затемнення може допомогти вченим краще зрозуміти, як сонце створює іоносферу і як шар плазми впливає на передачу сигналів із супутників і радіостанцій.
Затемнення “дає чудову можливість вивчити, що відбувається, коли у верхніх шарах атмосфери відбуваються раптові зміни”, – каже він.
Що унікального в цьому шансі побачити викид корональної маси?
Через підвищену активність Сонця цього разу шанси на те, що спостерігачі за затемненням на землі і космічні супутники зможуть одночасно вивчати викид корональної маси, надзвичайно високі. Під час затемнення супутник Європейського космічного агентства Solar Orbiter та сонячний зонд NASA Parker дивитимуться на Сонце збоку.
Це означає, що наземні спостерігачі зможуть побачити викид корональної маси, що виходить із Сонця, а супутники побачать цю подію зблизька, якщо вони опиняться на шляху викиду, і зможуть взяти зразки, коли сонячний матеріал пролетить повз них. Це єдиний раз за час існування двох супутників, коли запуск збігатиметься з затемненням у момент максимуму Сонця.
“Якщо нам так пощастить, – каже астрофізик Нур Рауафі з Лабораторії прикладної фізики Джона Гопкінса в Лорелі, штат Меріленд, – і він ” прямуватиме в напрямку космічного апарату … буде дуже цікаво спостерігати за цим явищем протягом повного сонячного затемнення”.
Вчені хочуть знати більше про викиди корональної маси, тому що сонячні виверження, спрямовані на Землю, можуть порушити комунікації та електромережі, а також потенційно загрожувати супутникам або астронавтам на орбіті навколо Землі.
На додаток до вивчення будь-якого викиду, спостереження супутників можуть допомогти підтвердити джерело особливо швидких сонячних вітрів, які, як вважається, прискорюються за рахунок перегинів, що розвиваються в магнітних полях біля поверхні Сонця (SN: 7/7/23).
Розуміння сонячного вітру, в свою чергу, допомагає пояснити, як викиди корональної маси можуть впливати на Землю. За словами Рауафі, викиди накопичують у сонячному вітрі матеріал, який ” впливає на час прибуття цих явищ на Землю”. Отже, знання стану сонячного вітру перед [викидами] є надзвичайно важливим, щоб передбачити, коли вони відбудуться і наскільки важливими вони будуть”.
Якими способами вчені планують вивчати це затемнення?
Кілька експериментів, запланованих на 2024 рік, повторюють минулі затемнення. Деякі з них мають оновлені прилади. Інші отримають користь від спостережень, зібраних під час сонячного максимуму, що дозволить порівняти їх з більш спокійною фазою, в якій перебувало Сонце під час затемнення 2017 року. Всі експерименти 2024 року мають отримати користь від покращення якості та кількості даних, що приходить з довшим часом спостереження.
Візьмемо реактивні літаки WB-57F, які несли прилади для спостереження затемнення 2017 року, пролітаючи вздовж його шляху повного затемнення (SN 5/29/18). Вони знову будуть в повітрі в квітні, каже фізик Амір Каспі з Південно-Західного науково-дослідного інституту в Боулдері, штат Колорадо. “Це велике покращення, тому що ми летимо з новими приладами, [які надають] кращу інформацію. Той факт, що це сонячний максимум, дасть нам набагато більше можливостей для спостережень”.
Вдосконалені камери та спектрометри, наприклад, дозволять детально розглянути корону поблизу поверхні Сонця. “Це затемнення також удвічі довше за попереднє. На землі воно триває 4,5 хвилини, – каже Каспі, – а в повітрі ми отримаємо 6,5 хвилин на літак”.
Якщо все піде добре, каже він, вони також можуть відкрити деякі астероїди, які, як вважають, існують на орбіті Меркурія, але їх важко виявити, оскільки Місяць блокує сонячне сяйво.
Астроном Шадія Хаббал з Гавайського університету в Гонолулу очолює команду, яка також буде використовувати оновлені камери та спектрометри на літаках. Вона також організовує наземні спостереження в Мексиці, Техасі та Арканзасі.
Хаббаль навіть планує відправити спектрометр на повітряному змії на висоту чотири кілометри з місця поблизу Керрвіля, штат Техас, щоб піднятися над хмарами, які можуть закрити видимість. Спектрометр збиратиме сонячне світло, щоб визначити склад матеріалу в короні. “У короні відбуваються зміни, які мають часовий масштаб від секунд до хвилин і годин, – каже вона. “Тому більша тривалість [затемнення] також дозволяє нам зафіксувати [більше] змінних у часі подій та їхній вплив на корону і сонячний вітер”.
Інші повторні експерименти включають метеорологічні кулі, які вимірюватимуть хвилі тиску в атмосфері, що виникають від проходження тіні затемнення. А нещодавно перероблений спектрометр підніметься на борт літака Gulfstream, який стежитиме за затемненням над Техасом.
Існує також низка нових або вдосконалених способів, за допомогою яких аматори можуть зробити свій внесок у дослідження, зокрема, допомогти створити мегафільм про затемнення, сфотографувавши цю подію (SN: 18.10.10/23).
Астрономічна подія на згадку
Після того, як цьогорічне затемнення завершиться, Північна Америка на деякий час залишиться без сонячних затемнень. У 2033 році Аляска отримає ексклюзивне видовище в західній частині штату – що може частково компенсувати те, що цього разу вона матиме найгірше місце в парламенті серед американських штатів. (Лише невелика частина штату буде в межах досяжності, щоб побачити частину сонця, закриту хмарами). Після цього відбудеться затемнення в основному над Канадою в 2044 році, і ще одне, яке перетне Сполучені Штати і східну частину Південної Америки в 2045 році.
Хоча астрономічна подія 8 квітня буде і яскравішою, і тривалішою, ніж багато затемнень, Хаббаль каже, що це не применшує важливості вивчення інших затемнень. “Кожне повне сонячне затемнення дає нові відкриття”.
Якщо ви один з десятків мільйонів щасливчиків, які матимуть можливість насолодитися повним затемненням особисто, або один з сотень мільйонів людей, які перебуватимуть в межах досяжності часткового затемнення, це астрономічна подія, яку ви не захочете пропустити.
