Es gibt ein altes Sprichwort, das besagt, dass es 'nichts Neues unter der Sonne' gibt, aber das gilt nicht, wenn es um die Sonnenfinsternis-Wissenschaft geht.
Astronomen bieten nicht nur ein fantastisches Himmelsspektakel, sondern nutzen auch oft die kurzen Momente, die die solare Totalität bietet, um die Sonne und ihre Umgebung zu erkunden. Zu diesem Zweck boten totale Sonnenfinsternisse in der Vergangenheit und auch heute noch die Möglichkeit, wissenschaftliche Experimente durchzuführen.
Zum Beispiel wurde das Element Helium erstmals 1868 im Blitzspektrum der Sonne identifiziert. Sir Arthur Eddington beobachtete erfolgreich, dass die Schwerkraft das Licht biegt, wie es an der Ablenkung von Sternen in der Nähe des Sonnenrandes während der totalen Sonnenfinsternis von 1919 zu sehen ist, und testete erfolgreich eine der Vorhersagen von Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie. Dieser Versuch war zuerst versucht im Jahr 1914 , wurde aber durch das Aufkommen des Ersten Weltkriegs ins Stocken geraten.
Eine kommentierte Version von Edingtons berühmtem Foto der Sonnenfinsternis von 1919. Kredit : ESO / Landessternwarte Heidelberg-Königstuhl / FW Dyson / AS Eddington / C. Davidson.
Während der totalen Sonnenfinsternis von 1878 über dem amerikanischen Westen unternahmen Astronomen auch einen letzten Versuch, die interqueckische Welt Vulkan auszuspionieren. Und obwohl das Aufkommen der relativistischen Physik auch die anomale Präzession des Merkur erklärte, ohne die Existenz der falschen Welt von Vulcan heraufzubeschwören, wurde die Existenz einer hypothetischen Gruppe von Asteroiden in unmittelbarer Nähe der Sonne namens Vulkanoide noch nicht ausgeschlossen. Die NASA hat tatsächlich ein paar umgebaute WB-57-Bomber den Schatten des Mondes während der Sonnenfinsternis 2017 zu verfolgen, mit dem tertiären Ziel, die sonnennahe Zone nach falschen Vulkanoiden zu durchsuchen. Bisher ging die Suche jedoch mit leeren Händen aus.
Darüber hinaus gelingt es uns immer noch, wissenschaftliche Ergebnisse aus totalen Sonnenfinsternissen herauszukitzeln. Eine totale Sonnenfinsternis bietet eine einzigartige Gelegenheit an mehreren wissenschaftlichen Fronten, darunter: 1). eine Chance, die illusorische und normalerweise unsichtbare äußere Atmosphäre der Sonne direkt zu beobachten, einschließlich der Chromosphäre und der Korona; 2). eine Chance, den Raum sehr nahe der Sonne nach bisher unbekannten Objekten abzusuchen, und 3)). eine Chance, die große verzerrende Gravitationsquelle unseres Wirtssterns für Experimente zu nutzen.
Ein schwer fassbares Phänomen, das gelegentlich während der Totalität auftritt, sind koronale Massenauswürfe. Bis zum Aufkommen weltraumgestützter Koronagraphen, beginnend mit Skylab in den frühen 1970er Jahren, waren totale Sonnenfinsternisse das einzige Mal, dass Astronomen dieses kaum verstandene Phänomen sehen konnten. Auch heute noch ist die solare Totalität das einzige Mal, dass wir die Anfänge eines koronalen Massenauswurfs in der Nähe des Sonnenrandes sehen können, da typische Koronagraphen an Bord von Sonnenbeobachtungsmissionen wie dem Solar Heliopheric Observatory (SOHO) dazu neigen, mehrere Sonnendurchmesser abzudecken. Obwohl kurz, bietet die Totalität eine viel bessere Anpassung des Mondes, der die Sonne bedeckt.
Ein solches Ereignis war vor kurzem erwischt vom Astronomen Guillermo Abramson während der totalen Sonnenfinsternis vom 14. Dezember 2020. Der Pfad der Totalität dieser Sonnenfinsternis umfasste abgelegene Gebiete an der äußersten Südspitze Südamerikas. Aufgrund der anhaltenden Pandemie und der Reisebeschränkungen haben sich diesmal nur wenige Sonnenfinsternis-Jäger auf den Weg gemacht, um im Schatten des Mondes zu stehen.
Ein sich entwickelndes CME, wie in der Schleife links unten der verfinsterten Sonne zu sehen ist. Kredit: G. Abramson .
„Beobachtungen der Sonnenkorona während Finsternisse sind zwar selten, aber äußerst wertvoll und ergänzen diejenigen, die mit Koronagraphen vom Boden und aus dem Weltraum gemacht wurden“, sagte AbramsonUniversum heute. „Der Hauptgrund ist, dass die Korona bei Sonnenfinsternissen bis zum Sonnenrand beobachtet werden kann, während die Masken der Koronagraphen tendenziell größer sind.“
Das gleiche CME in Aktion, aufgenommen von SOHO. Kredit; NASA/ESA/SOHO
Abramson und seinem Team gelang es nicht nur, die gesamte Anatomie eines CME während des Entstehungsprozesses zu erfassen, sondern der Vergleich mit Beobachtungen von weltraumgestützten Anlagen wie GOES, ACE und SOHO ermöglichte auch Geschwindigkeits- und Geschwindigkeitsmessungen im Verlauf des CME. Das Team erwischte auch einen zusätzlichen Bonus, der von SOHO bestätigt wurde: der Sonnenweidekomet der Kreutz-Gruppe 2020 X3 SOHO ). Kometen haben sich schon früher bei Finsternisse bemerkbar gemacht; ein berühmtes Beispiel war der Komet der Großen Finsternis von 1948 . Es ist merkwürdig, dass bis Anfang der 1990er Jahre weniger als ein halbes Dutzend Sonnenschleier bekannt waren. Jetzt, größtenteils dank SOHO, haben wir aufgezeichnet 4.182 solcher Kometen und steigend.
Komet X3 SOHO, während der Sonnenfinsternis vom Boden (links) und vom Weltraum (rechts) aus gesehen. Bildnachweis: G. Abramson/SOHO.
Ein weiteres schwer fassbares Mystery-Eclipse-Chaser, an dessen Lösung sie arbeiten, ist das sogenannte Corona-Heizungsproblem. Was lädt die schwache Sonnenkorona auf Temperaturen um Millionen Grad heißer auf als die Schichten darunter?
Geben Sie die Solar Wind Sherpas , einem Team von Astronomen, das weltweit Finsternisse verfolgt hat, um dieses Phänomen zu verstehen. Die Sonnenwind-Sherpas mit Sitz am Institut für Astronomie in Honolulu, Hawaii, haben die Korona während der Finsternisse über ein Jahrzehnt oder einen 11-jährigen Sonnenzyklus verfolgt. Ihre Bemühungen haben zu einem unerwarteten Ergebnis geführt: Obwohl die Sonnenfleckenaktivität im Laufe des Sonnenzyklus schwankt, bleibt die Temperatur der Sonnenkorona nahezu konstant, was darauf hindeutet, dass alles, was die Korona auf enorme Temperaturen erhitzt, unabhängig vom Sonnenzyklus ist.
„Die Temperatur an den Quellen des Sonnenwinds in der Korona ist während des gesamten Sonnenzyklus fast konstant“, sagt Shadia Habbal (Universität Hawaii) in einem kürzlich veröffentlichten Pressemitteilung . „Dieser Befund ist unerwartet, da koronale Strukturen durch Veränderungen in der Verteilung magnetisierter Plasmen in der Korona angetrieben werden, die während des 11-jährigen magnetischen Sonnenzyklus so stark variieren.“
Sonnenvorsprünge (Pfeile), die mit der Korona interagieren, wie sie während der Totalität gesehen werden. Kredit: Habbalet al. 2021 .
Dieser faszinierende Fund wurde veröffentlicht in Astrophysikalische Zeitschriftenbriefe . Ein Verdächtiger der Solarthermie ist das sogenannteNanofackeln, und Missionen wie die Parker Solar Probe der NASA und der Solar Orbiter der ESA arbeiten derzeit hart an diesem Problem.
Im Durchschnitt erleben wir jedes Jahr eine oder zwei totale Sonnenfinsternis irgendwo auf der Erde, obwohl das diesjährige Angebot schüchtern ist, da die Totalität die Erde nur einmal am 4.NS, 2021. Die USA werden jedoch am 8. April erneut das Sonnenfinsternis-Fieber bekommenNS, 2024, mit einer totalen Sonnenfinsternis, die Mexiko, die Vereinigten Staaten und (machen Sie Ihren Learjet bereit) die kanadischen Seeschiffe durchquert…
Wohin wirst du 2024 kommen? Bildnachweis: Michael Zeiler, Die große amerikanische Sonnenfinsternis .
Und wie immer werden Wissenschaftler vor Ort sein, um die Geheimnisse der Sonne zu lüften.
-Lesen Sie Dr. Abramsons Bericht über die Jagd nach dem ‘ Große patagonische Finsternis ‘ auf seinem Blog.
-Leitbild: Ein atemberaubender Blick auf die totale Sonnenfinsternis im Dezember 2020. G. Abramson .
