A tênue coroa do sol brilha intensamente durante um eclipse solar total.
(Imagem: © Miloslav Druckmüller / Peter Aniol / Vojtech Rušin / omubomír Klocok / Karel Martišek / Martin Dietzel)
Na América do Sul, milhões de olhos se voltam para o céu quando a lua se move em frente ao sol para apresentar um eclipse solar hoje (2 de julho). Enquanto quase todo o continente vê a lua cobrir pelo menos uma parte do sol, os observadores do céu em partes do Chile e da Argentina experimentam alguns momentos do crepúsculo diurno enquanto a lua apaga completamente o sol em um eclipse solar total.
Mas enquanto a maioria dos observadores do céu mergulhará na visão inspiradora, alguns se voltarão mais críticos e científicos para o evento. O eclipse acontecerá no Observatório Interamericano Cerro Tololo, da Fundação Nacional de Ciência (NSF), no norte do Chile, onde cinco equipes de cientistas estudarão a atmosfera do sol e da Terra durante o eclipse para obter observações difíceis de vislumbrar apenas disponíveis nos momentos fugazes da escuridão da luz do dia.
"Em 2 de julho, o financiamento da NSF permitirá que os cientistas aproveitem a preciosa oportunidade de um eclipse solar total para estudar a coroa solar", disse o diretor do programa da NSF David Boboltz em comunicado. O sol permanecerá escondido por 2 minutos e 6 segundos no telescópio.
Enquanto a lua se move frequentemente em frente a uma parte do sol durante eclipses solares parciais, que ocorrem algumas vezes por ano em média, o sol é completamente bloqueado durante um eclipse solar total. A diferença entre um eclipse solar total e um eclipse parcial, mesmo quando 99% do sol está protegido, é dramática e pode permitir uma ampla gama de experimentos científicos. Quando o corpo do sol está completamente bloqueado, a corona interna ilusória se torna visível.
Composta por gases extremamente quentes, a coroa é misteriosamente mais quente que a superfície do sol. Apesar de sua alta temperatura, é milhões de vezes mais fraca que o corpo visível do sol, devido à sua natureza tênue. O estudo da coroa pode revelar informações sobre o clima espacial gerado pelo sol, o que pode ter efeitos significativos na Terra.
Além de realizar ciência valiosa, cada equipe esboçou um plano de expansão do eclipse para envolver estudantes chilenos e estrangeiros, astrônomos amadores e o público em geral.
Um experimento de décadas
Nos anos 90, o astrônomo americano Jay Pasachoff iniciou um programa de observação que desde então continua monitorando o sol em mudança. Ao medir a cor, forma e temperatura atuais da coroa, os cientistas esperam melhorar sua compreensão das erupções e serpentinas que vêm do sol.
Pasachoff, professor de astronomia do Williams College em Massachusetts, é um dos três homens que detém o recorde de observar o maior número de eclipses solares. Ele viajou pelo mundo para observar 70 eclipses solares, 34 deles totalizando eclipses solares.
"Cada vislumbre do sol durante um eclipse solar total - apenas alguns minutos a cada 18 meses, mais ou menos - nos dá um conjunto diferente de recursos para observar", disse Pasachoff no comunicado.
Observações das características do sol podem ajudar a melhorar nossa compreensão das ejeções de massa coronal (CMEs), erupções de material carregado que jorram da superfície solar. À medida que esses aglomerados viajam para o exterior, eles podem colidir com planetas como a Terra e interagir com seus campos magnéticos. Em 1859, uma tempestade solar conhecida como o evento de Carrington causou choques elétricos e curtos-circuitos nos fios do telégrafo, permitindo que telégrafos desconectados de sua fonte de alimentação funcionassem. Um evento semelhante hoje, em um mundo muito mais eletrônico, pode ter repercussões significativas.
A equipe de Pasachoff também estudará grandes estruturas coronais conhecidas como serpentinas, as regiões pontiagudas que aparecem na maioria das imagens da coroa. Como o eclipse solar total de 2019 ocorre durante uma parte relativamente tranquila do ciclo de 11 anos de atividade do Sol, ele fornecerá uma visão rara das plumas polares solares, os tufos de campos magnéticos abertos produzidos nos polos norte e sul solares.
"Também estou ansioso para comparar nossas observações da coroa realizadas durante o eclipse ... com as previsões que os colegas fazem antes do eclipse com base no campo magnético e nas manchas solares do Sol no mês anterior", disse Pasachoff. As previsões e observações serão combinadas em imagens de computador assim que o eclipse for concluído.
A temperatura do sol também muda ao longo dos 11 anos do ciclo. Ao medir o ferro superaquecido na coroa, a equipe poderá medir a temperatura geral da coroa para estudar como ela varia ao longo do tempo.
'Sherpas de vento solar'
Uma segunda equipe de pesquisadores conhecida como "Solar Wind Sherpas" estudará a coroa solar em três locais diferentes na América do Sul. Liderado pela astrônoma Shadia Habbal, da Universidade do Havaí, este grupo estudará o sol em Cerro Tololo e em outros dois locais na Argentina. Além de aumentar as chances de poder observar o sol em dias claros, ter vários locais também permitirá que os pesquisadores medam mudanças na estrutura coronal que ocorrem em escalas de tempo muito pequenas.
O plano não é novo. A equipe de Habbai usou uma estratégia semelhante durante o eclipse solar total de 21 de agosto de 2017 nos Estados Unidos. Seu objetivo é aumentar o conjunto de instrumentos usados nas observações e estudar diferentes comprimentos de onda que ainda não foram estudados.
Os astrônomos planejam usar imagens espectroscópicas e medições espectroscópicas, que dividem a luz em comprimentos de onda componentes, para detectar a composição química, temperatura, densidade, movimento não relacionado ao calor e vazões de diferentes partes da coroa. Cada atributo será estudado próximo à superfície solar, onde ocorre a maior mudança no campo magnético solar e onde o vento solar e as ejeções de massa coronal nascem e são lançadas do sol.
Habbal disse que o eclipse é único "porque ocorre no final da tarde e o sol estará em altitude muito baixa. Além disso, o sol está próximo do mínimo solar, portanto a distribuição de estruturas na coroa solar será diferente de dois anos atrás. . "
"Uma grande conquista para a ciência cidadã"
Astrônomos do Observatório Astronômico Nacional do Japão também montarão várias estações para estudar o eclipse. A equipe de Yoichiro Hanaoka executará observações da coroa perto da superfície, uma região não visível para observatórios espaciais como o Solar e Heliospheric Observatory da NASA (SOHO) e o Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO). Ao combinar as imagens terrestres com as obtidas do espaço, Hanaoka e seus colegas serão capazes de construir uma imagem completa da coroa.
A equipe da Hanaoka não será completamente composta por profissionais.
"Vamos colaborar com observadores amadores, amplamente difundidos ao longo do caminho total do eclipse no Chile e na Argentina, para organizar observações em vários locais", disse ele. A combinação de todas essas observações fornecerá um vislumbre de como a coroa muda com o tempo. "Será uma grande conquista para a ciência cidadã", disse Hanaoka.
Um projeto polarizador
O campo magnético da coroa e suas estruturas desempenham um papel fundamental no clima espacial. Medir a orientação do campo magnético solar pode ajudar com previsões sobre o que impulsiona eventos climáticos espaciais, como CMEs. Mas medições confiáveis do campo magnético continuam sendo um desafio.
Para medir o campo magnético do sol, os cientistas precisam medir a polarização da luz que vem do sol. Como os óculos de sol polarizados, os polarizadores dos telescópios solares filtram a luz que não corresponde à sua orientação.
"Ao girar esses polarizadores, podemos formar a forma do campo magnético no sol", diz Paul Bryans, pesquisador da Corporação Universitária de Pesquisa Atmosférica que liderará o projeto para estudar o campo magnético do sol. "Isso nos ajudará a entender que tipos de configurações do campo magnético podem levar a eventos eruptivos", afirmou ele.
De volta à Terra
Enquanto as quatro primeiras equipes da NSF voltam os olhos para o sol, a quinta mantém a visão firme na Terra. Liderada por Miquel Serra-Ricart, pesquisadora do Instituto de Astrofísica de Canárias (IAC) na Espanha, a equipe investigará as mudanças na temperatura da atmosfera da Terra, particularmente a ionosfera - a camada superior que fica a cerca de 80 a 600 milhas ( 80 a 1.000 quilômetros) acima da superfície da Terra - à medida que a sombra da lua viaja sobre o observatório.
"Um eclipse solar total produz uma área ampla e redonda de escuridão e luz solar bastante reduzida que viaja pela atmosfera da Terra em um caminho relativamente estreito durante o dia", disse Serra-Ricart. "Seu efeito na intensidade da radiação solar é notavelmente semelhante ao que acontece no nascer e no pôr do sol e cria mudanças na atmosfera da Terra que queremos medir".
A equipe rastreará quanto e com que rapidez a temperatura cai na sombra quando a Terra está completamente coberta pelo sol. Eles também acompanharão as mudanças na ionosfera para entender melhor como isso afeta a recepção de rádio à distância de noite.
Embora a sombra da lua produza uma breve ionosfera semelhante à noite, ela será diferente da atmosfera noturna comum.
"A sombra da lua é relativamente pequena na Terra e viaja em velocidades supersônicas. Provavelmente produzirá alguns efeitos interessantes que podem ser detectados em rádios comuns ou em pequenos receptores", disse Serra-Ricart.
Esta não será a primeira vez que a ionosfera foi estudada durante um eclipse. Durante o eclipse de 1999 sobre o Reino Unido, os cientistas encorajaram as pessoas a usar um rádio para rastrear as mudanças na atmosfera superior. Cientistas cidadãos sintonizaram uma estação de rádio na Espanha detectável no Reino Unido para determinar quanto mais longe as ondas de rádio viajaram durante o eclipse.
"Embora os efeitos ionosféricos dos eclipses solares tenham sido estudados há mais de 50 anos, muitas perguntas não respondidas permanecem. Sabemos aproximadamente como isso acontece, mas não exatamente. O eclipse dará aos pesquisadores a chance de examinar o processo de carregamento e descarregamento quase em tempo real. "
Nota do editor: Se você tirar uma foto incrível do 2 de julho de 2019 eclipse solar total e gostaria de compartilhá-lo com os leitores do Space.com, envie suas fotos, comentários e seu nome e local para [email protected].
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