Forskerne vil bruke kameraer installert på to av NASAs WB-57 forskningsstråler for å gjøre observasjoner med høy oppløsning i bevegelse av solens korona - de eteriske strømmer av glødende gass i solens ytterste atmosfære som bare blir synlige under en solformørkelse.
Mens observatører på bakken vil oppleve opptil to og et halvt minutt av totalitet (når månen fullstendig skjuler solen), ledet det NASA-finansierte teamet ledet av Amir Caspi, en solastrofysiker ved Southwest Research Institute i Boulder, Colorado, vil bruke jetflyene til å strekke totalperioden til mer enn 7 minutter, og tillate enestående observasjoner av solcoronaen.
Selv å være passasjer på NASA-jetfly krever spesiell trening, slik at astrofysikerne ikke får fly med instrumentene. Men de vil følge med på eksperimentet gjennom en live satellittmating av bildene mens jetflyene jager månens skygge over Missouri, Illinois og Tennessee på høyden av den totale solformørkelsen. Live feed vil også bli gjort tilgjengelig for publikum på nettet.
Månens skygge beveger seg for fort til at selv jetflyene holder følge, så pilotene vil fly i en nøye beregnet formasjon som vil maksimere tiden for totaliteten, med den andre jet som tar opp jakten bare noen sekunder før totaliteten for den første jet kommer til en slutt, ifølge forskerne.
"Selv om de er 100 kilometer fra hverandre og flyr med omtrent 750 kilometer i timen, vil de måtte stille tiden på flyet sitt godt nok til å være innen ti sekunder fra den stillingen de trenger å være," sa Caspi til Live Science.
Varmere enn solen
Bildene i høy oppløsning som ble tatt av jetflyene under formørkelsen, vil gi forskerne en unik glidende utsikt over solens korona. De håper den vil belyse koronaens viktigste mysterium: Hvorfor er den så mye varmere enn solens overflate?
"Solcoronaen har en temperatur på millioner av grader, og den synlige overflaten av solen - fotosfæren - er bare noen få tusen grader," sa Caspi. "Denne typen temperaturinversjoner er uvanlige. Hvis termodynamikk fungerte i klassisk forstand som vi er vant til, ville du ikke fått denne typen inversjon, og temperaturen ville falle av når du går høyere."
Caspi og kollegene håper at observasjonene deres vil avdekke veldig fine dynamiske funksjoner i solcoronaen, kanskje i form av krusninger eller bølger, som kan avsløre prosesser i solens magnetiske felt som antas å holde den tynne koronaen så mye varmere enn solenergien. flate.
Et annet hovedmål er å søke etter en forklaring på de store synlige strukturene i koronaen, sa Caspi.
"Når du ser på koronaen, ser du disse veldig godt strukturerte løkkene, arkader, vifter og streamere," sa han. "Saken er at de er veldig glatte og godt organiserte, og det ser ut som et nykammet hårhode."
Men magnetfeltene som former koronaen har sin opprinnelse i den veldig kaotiske overflaten av solen, som forventes å vri koronans glatte strukturer til en sammenfiltret matte, sa Caspi.
Men, "alle disse strukturene holder seg stabile og veldig godt organisert, og derfor frigjør koronaen stadig små biter av kompleksitet for å holde den så godt organisert," sa han, "og vi forstår heller ikke hvordan den prosessen skjer. "
Utsikt i høyde
Caspi forklarte at det å observere en solformørkelse fra en høyde av 15.000 fots (15.200 m) har mange fordeler fremfor observasjoner fra bakken.
NASA-jetflyene vil fly godt over alle skyer og mesteparten av atmosfæren som omslutter jorden, og garanterer perfekt vær på en tid av året når formørkere som ser på bakken kan forvente rundt 50 prosent skydekke, sa han.
Den tynne atmosfæren og solen og månens plassering nærmest direkte overhead vil redusere forvrengning til et minimum, noe som vil gjøre det mulig for teleskopene og kameraene ombord i flyet å registrere veldig fine detaljer i strukturen til solens korona, sa han.
"Vi får i utgangspunktet bedre følsomhet på alle måter," sa Caspi. "Vi får bedre bildekvalitet, vi får lengre observasjonstid, vi får mindre spredt lys - så vi har høyere følsomhet for alle tingene vi prøver å se på på så mange forskjellige måter."
NASAs WB-57 forskningsstråler startet på 1960-tallet som B-57 Canberra-bombefly. Flyene ble deretter tilpasset av det amerikanske luftforsvaret for værovervåking og ble brukt til å samle luftprøver med høy atmosfære etter mistanke om kjernefysiske tester, ifølge NASA.
Dysene er siden blitt ombygd og ettermontert med en serie sofistikerte instrumenter og sensorer, inkludert stabiliserte kameraer med høy oppløsning i nesen til flyet som kan registrere synlig lys og infrarødt lys med 30 bilder per sekund.
Caspi sa at kamerasystemet ble utviklet av NASA for å overvåke romferger under gjeninntreden i atmosfæren, som en forholdsregel i kjølvannet av romfergen Colombia-katastrofen i 1986.
Den 21. august totale solformørkelsen vil være første gang NASA-jetfly og kameraene er blitt brukt til astronomi, sa Caspi.
"Bortsett fra å bare være et virkelig fantastisk vitenskap, håper vi at dette eksperimentet vil vise frem ytelsen og potensialet til denne plattformen for fremtidige astronomiske observasjoner," la han til.
Nærmeste stjerne
Caspi sa at de kommende observasjonene har potensial til å belyse noen av de langvarige mysteriene om vår nærmeste stjerne, og gi astrofysikere en bedre forståelse av hvordan solsystemet vårt dannet seg. Forskningen kan til og med gi forskere et glimt av hvordan andre planetsystemer dannes rundt fjerne stjerner.
"Utviklingen av solsystemet er delvis drevet av disse vindene som kommer ut av stjernen, og de blåser mye av støvet bort fra det indre solsystemet, og det er derfor en av grunnene til at steinete planeter danner nærhet og gassgiganter har en tendens til å form lenger, "sa Caspi.
Formørkelsesflygingene vil også gi en sjelden mulighet for forskere å observere planeten Merkur med teleskopene og kameraene på jetflyene, sa Caspi. De vil også ha muligheten til å se etter de unnvikende vulkanoide asteroider som er teoretisert om å eksistere mellom Merkur og solen.
Caspi forklarte at jetkameraene ville ha som mål å observere solsystemets innerste planet, som vil bli synlig på den mørklagte himmelen under formørkelsen, omtrent en halv time før og en halv time etter helheten.
Bilder med høy oppløsning av Merkur tatt under infrarødt lys ville la planetariske forskere studere overflaten av planeten rundt daggryterminatoren, hvor Merkurys iskald natt gir plass til sin brennende varme dag, for å lære mer om materialet som utgjør flate.
"Dagsiden av Merkur er stekende varm ved 400 grader F (400 grader C), og nattsiden er iskald på minus 250 grader F (minus 156 grader C), men det vi ikke vet er hvor lenge det tar å gå fra varmt til kaldt. "
Ved å bruke infrarødt lys vil forskerne kunne måle egenskapene til jordens jord, ikke bare ved overflaten, men til og med noen få centimeter under overflaten, noe som kan hjelpe forskere å finne ut hva den er laget av og hvor tett den er , han la til.
"Disse observasjonene er de første av deres slag som vi vet om, for å prøve å lage et infrarødt varmekart over Merkur," sa Caspi.
