NASA科学来自月亮的影子

太阳能电晕中的结构在偏振光下可见，例如可以在从Tetonia，Idaho的Eclipse捕获的太阳右下方看到的黑暗突出。学分：David Elmore和Richard Kautz

2017年12月11日，六个研究人员根据太阳的观察和地球在2017年8月21日在北美洲延伸的太阳蚀地区聚集的初步调查结果。从新的信息范围从太阳的大气产生热量的方式，如何将太阳能影响到地球的大气层，甚至如何防止污染其他星球，研究人员在美国地球物理联盟的秋季会议上分享了他们的结果，在新奥尔良。

“这种日食给了我们一个机会，可以解决太阳地球连接的想法，”古汉·古汉塔塔斯说，他在8月21日eclipse领导了美国宇航局的科学努力。“这种日食使得各种新的观测，仪器和观测平台。观看这些发展如何发展成为新的研究计划和未来使用的新技术将是令人着迷的。“

在阳光的氛围中的一刻

虽然在地球上的地球某处每18个月发生一次总日食每18个月，但在陆地的长路上很少见：总共终止总共约90分钟，从首次到达俄勒冈州海岸到南卡罗来纳州北美大陆的时间。这种长期不间断的陆地路径提供了科学家，以难得的机会调查太阳及其在地球上的影响，而不是通常可能的。

在整个日食的几个时刻，太阳的电晕 - 否则太暗，看看它的明亮脸部 - 是从地球上可见的。我们从带有称为胰胶质的仪器的空间研究了电晕，通过使用金属盘来阻挡太阳的脸部。

但是在白光中，太阳电晕的内部区域仅在太阳能日食中看到。由于称为衍射的光的性质，昆虫胶质的盘必须阻挡太阳的表面和大部分电晕才能获得清脆的图片。但由于月亮距离地球很远 - 八月欧洲日食期间约230,000英里 - 衍射不是一个问题，科学家能够非常详细地测量下电源。

两名科学家在新闻发布会上发表了关于他们对Corona的研究：Amir Caspi是国家太阳天文台的博尔德，科罗拉多州博尔德科学研究所的空间科学家。研究我们的Sun's Corona提供了一个机会，以了解驱动其强烈热量的机会，并在太阳可能爆发时爆发的太阳能材料的巨型爆炸爆发时可以影响我们的空间环境和 - 何时激烈 - 影响卫星。

随着CASPI解释说：根据地面上的位置，在8月21日eclipse期间研究太阳的人可以收集最多2分钟和42秒的数据。但Caspi的项目由美国宇航局资助的灵感来自于过去的日食研究，进一步延伸了那段时间。使用一对NASA WB-57喷气机，Caspi和他的团队在七分半六分钟内没有不间断地看着太阳能电晕。

虽然它们最初是旨在帮助监控航天飞机发射，望远镜 - 以及它们所安装的喷气机 - 是太阳科学的令人惊讶的福音。

“这些乐器不是科学的;他们被重新押为科学，“Caspi说。“这是WB-57平台上的第一个机载天文学项目。”

美国宇航局资助的科学家团队由西南研究所的Amir Caspi使用望远镜安装在一对NASA喷气机上的望远镜，以扩展太阳电晕的观察时间，这里以绿色波长可见光。学分：NASA / SWRI / AMIR CASPI / DAN SEATON

这种改造的科学使数据分析更具挑战性，因为仔细处理图像并仔细处理和校准，以揭示关于太阳磁波的关键细节及其与太阳能电晕的非凡高温的关系。

Matt Penn还利用了Eclipse在土地上的路径，获得了一套独特的观察。Citizen Cate Project - 欧洲望远镜急性遥感 - 包括68个相同的小望远镜，遍布整个总体路径，由公民和学生科学家经营。

“随着月球的影子留下了我们的望远镜之一，它覆盖了我们网络的下一个，”佩恩说。 “而不是观察两分钟，我们可以观察93分钟。”

在Eclipse期间，该项目的68个望远镜的61次设法捕获冠状图像，占总观察时间的82分钟，以至于总日食总食在土地上。这一成功意味着团队分析的大量数据 - 尽管PENN说他们能够捕获他们最感兴趣的太阳能特征的详细图像：快速的太阳风在太阳的北极和南极附近流动。

探索太阳地球连接

简报的其他科学家介绍了Eclipse对家庭的影响。在地球的高层大气中高于臭氧层，太阳的强烈辐射产生了一层称为电离层的电气化颗粒。该大气层的该区域反应下面的地球的变化和上面的空间。较低气氛或空间天气的这种变化可以表现为可以干扰通信和导航信号的电离层中的中断。

从弗吉尼亚科技的Greg Earle使用Eclipse作为自然实验室，以测试电离层对这些通信信号的影响。Earle和他的团队使用计算机模型来估计Eclipse如何影响无线电信号 - 主要是，他们在彼得出来之前可以穿过大气中的多远。他们预测，由于电离层中的通电颗粒的数量下降，Eclipse将延长无线电信号的范围，类似于夜间发生的情况。他们是对的。

“数据是一种确认，我们的建模在正确的轨道上，”earle说。“在日食期间，无线电信号比正常日在正常日的比较得多。”

电离层是地球大气层的区域，其中颗粒被收费，它受到地球的天气影响下方的天气和上述天气。许多通信信号通过电离层，因此该区域的变化可能会破坏这些信号。Greg Earle of Virginia Tech LeD A NASA资助的团队将Eclipse用作自然实验室，以研究电离层对不断变化条件的反应及其对无线电信号的影响。学分：美国宇航局戈达德/ Genna Duberstein / Cil / Krystofer Kim

伙伴和他的团队使用了一连串的无线电发射器和接收器来测试日食期间的无线电信号范围：两个预先存在的雷达站，四个定制构建的天线网站，以及来自北美周围的数千名火腿无线电运营商的报告，他认为他们的观察是与美国无线电继电联盟一起组织的比赛的一部分。

验证电离层的这种模型是了解可能影响我们通信和导航信号的可靠性的电离层的可预测变化的步骤。

蒙大拿州立大学的Angela des Jardins在简介关于Eclipse Ballooning项目的简报中讲述了在Eclipse期间通过地球较低的气氛飞行气球。如果您在8月21日在线观看了Eclipse，您所看到的一些现场镜头可能来自这些气球。气球 - 乘坐大学和高中学生55队飞往超过10万英尺 - 从大气层的这个地区提供了一流的eclipse的最初活镜头。除了提供伟大的观点之外，他们还支持独特的科学。

该项目加入了十几个地点的气象气球航班，形成了地球下层大气的图片 - 我们与之互动的部分，直接影响我们的天气 - 对日食作出反应。这些数据表明，行星边界层是地球大气层的最低部分，几乎在日食期间逐渐下降到其夜间海拔。

几十几次蚀气球也飞了含有无害细菌的卡片，以帮助我们了解潜在的行星污染问题。

“当我们送机器人甚至人类时，我们不想污染其他行星 - 所以我们需要了解如果微观生活，如细菌可以在火星上存活，”Des Jardins说。

在许多方面，地球的平流层类似于火星表面的环境，其中一个主要例外：阳光量。但在日食期间，阳光水平降至更接近你可能期望在火星上看到的东西，提供完美的环境来测试这些潜在火星入侵者的艰难。科学家正在从这个实验中看待数据，并希望在未来几个月内有结果发布。

杰伊·赫尔曼，杰伊纳戈达德州的史贝尔曼，展示了8月21日的活动如何让科学家们有机会研究蚀地阻挡了一些到达地球的一些阳光的影响。这是一个更准确地测量云在调节太阳能达到地球表面的角度的步骤，以及重新反射到太空中的程度。计算机程序可以估算不同类型的云在地球能量预算上的影响，以及日常作为巨型，不可穿透的云的事件可以改善这些节目。

深度空间气候天文台 - 一个国家海洋和大气管理航天器，轨道从地球100万英里，总是位于地球和太阳之间 - 提供了一个独特的平台，以查看日食及其影响。它带有一个名为地球多色成像相机或史诗的NASA仪器，其测量不同波长的地球反射的光。

美国宇航局的地球多色子成像相机（EPIC）于2017年8月21日追踪北美的总日食的道路。美国宇航局科学家将利用这些观察来更好地了解云如何影响地球的能量平衡。学分：NASA GODDARD / DSCOVR / EPIC

当赫尔曼和他的同事测量了日食期间，他们发现它在全球下降了10％。相比之下，常规，非日食日通常在不到1％的情况下变化。

许多其他科学家 - 通过美国宇航局的支持 - 利用了日食，在8月21日开展了对太阳和地球的新颖研究。

太阳能研究

由Shadia Habbal领导的美国宇航局资助的集团在夏威夷大学发现了​​非典型的酷材料，以上一个区域，在地面上刚刚爆发了冠状物质的区域，在Eclipse之前。这一发现正在帮助科学家了解电晕中动态等离子体的物理。

在Madras，俄勒冈州的NASA科学家团队，由NAS Gopalswamy从马里兰州Greenbelt的NAS Gopalswamy领导，在Corona上指出了一种新的专用偏光摄像头，在两分钟内在四个不同波长的四个不同波长上拍摄了50张图片。图像捕获了电晕中太阳能材料的温度和速度的数据。

典型的调节器在机构中使用偏振器过滤器，该机构贯穿每个波长滤波器的三个角度。通过结合数千个微小的极化滤波器来旨在消除这种耗时的过程，以同时读取在不同方向上偏振的光偏振的光，以消除这种耗时的过程。

该团队的结果与旧的沟槽偏振摄像机观察到的先前日食的结果一致 - 成功地证明仪器可用于获得无偏振轮的准确测量。通过进一步的测试和开发，本集团的相机最终将成熟到注定空云的仪器中。

UCAR的科学家Paul Bryans领导了另一个美国宇航局资助的项目在八月的日食期间研究太阳。他们能够以大约1到5微米的波长捕获太阳电晕的光谱，比弥补我们眼睛可以看到的光的类型的波长。这一频谱是一种不经常制造的测量，Bryans和他的团队希望它能够揭示太阳氛围的有趣功能。

Bryans的团队还专注于捕获铬圈的图像 - 在Corona之下的太阳大气层的一部分 - 就在整个之前和之后，当它在月亮的边缘之外可以看到，而不会被太阳亮的脸部不堪。

“到目前为止我们所做的有趣事情之一是与其他一些日食实验相比，”布莱恩说。特别是，通过将他们的数据与由机载国家科学基金会实验收集的数据进行比较，他们可以针对未来的基础研究，确定太阳频谱的哪些部分是对未来的基础研究的开心。“我们需要知道的一件事是空气吸收的波长 - 如果地球的大气吸收您正在寻找的光，则没有任何意义。”

菲利普法官，也来自高海拔天文台，凭借Bryans的近距离音乐会带领一支球队与光谱仪 - 光谱仪 - 仪器通过其组成波长分类，看看太阳磁场留下的指纹。这种具有前所未有的时间分辨率的这种色谱闪光谱使团队能够在尺度下降到几公里的尺度上的高度函数来研究铬圈。对这些数据进行分析正在进行中。

法官还与史密森尼的空中红外光谱仪试验协调。来自该项目的初步结果显示了来自电晕的两个先前看不见的排放线。这些数据也与日食之外每天使用的地面凝血性交叉校准，并使研究人员清楚地了解电晕的排放与地球大气吸收的光线之间的关系。

在两个望远镜网站的公民Cate项目中工作，Padma Yanamandra-Fisher和她的团队使用了8月Eclipse来测量内阳电晕的偏振光，只能在总日食中从地面观察。在偏振光中研究Sun的内在电晕有助于科学家追踪太阳能活动的签名，可能有助于解释Corona非常高的温度。

初始分析显示沿太阳赤道最大的极化，显示自由电子更丰富的地方，以及电晕中的其他特征。他们还发现了喷射材料的结构 - 突出 - 是非常弱极化的。

Yanamandra-Fisher的团队还将与公民Cate的数据相结合，以帮助揭示太阳电晕的短时间变异，这发生在短短几个小时的时间。

“我们从我们的两个站点中获取的数据集是现在可用的内电晕的最佳数据集之一，因为我们在Tetonia，Idaho的原始观察网站以及专业和业余的一个伟大的例子观察员合作，“雅马桑德拉 - 费舍尔说。

电离层研究

随着阴影在全国各地移动，切断电离影像电离辐射的常规来源，该团队由Massachusetts理工学院的Haystack天文台观察到的圆形弓波浪 - 区域电子密度的干扰，以其与波浪的相似性命名一条船是通过水的课程。这些波沿着每秒300英里的完整路径。旅行电离层扰动有时对高层大气中的空间天气模式负责，并且通常与大气重力波相连。

“我们2017年8月日食期间的电离层测量非常好。Millstone Hill在东部马萨诸塞州的磨石小山的大功率电离层雷达在日食周围完美地进行了五天，测量电离层密度，温度和速度开销，以及在东海岸的不同方向上，“埃里克森说。“此外，我们的GPS总电子含量软件在整个北美大陆的整个北美大陆的电离层反应的广泛覆盖地图。这两个数据集都有许多令人迷人的功能，其中一些是出乎意料的。“

Bob Marshall和他的团队从科罗拉多大学博尔德探讨了电离影片的D区对日食的响应，具有非常低的频率，或VLF，无线电信号。这是电离层最低，最密集的部分 - 因此，最不理解的。

Marshall说，数据收集进展顺利，而且该组织获得了他们希望的所有数据。该团队收集了VLF的发射器信号，穿过巨石上的总体路径;熊湖，犹他州;和埃尔金菲尔德，安大略省，加拿大。所有观察结果都显示出日食的明显签名，以及意外的太阳耀斑。

“我们正在继续将模型模拟共同验证Eclipse的这些VLF观察，”马歇尔说。“该模型很涉及，复杂，但我们正在取得巨大进展。”