En total solförmörkelse äger rum den 8 april i Nordamerika. Dessa händelser inträffar när månen passerar mellan solen och jorden och helt blockerar solens ansikte. Detta kastar observatörer in i ett mörker som liknar gryning eller skymning.

Under den kommande solförmörkelsen korsar totalitetens väg, där observatörer upplever den mörkaste delen av månskuggan (umbra), Mexiko, bågar nordost genom Texas, Mellanvästern och kortvarigt in i Kanada innan den slutar i Maine.

Totala solförmörkelser inträffar ungefär var 18:e månad på någon plats på jorden. Den sista totala solförmörkelsen som korsade USA ägde rum den 21 augusti 2017.

Ett internationellt team av forskare, ledda av Aberystwyth University, kommer att genomföra experiment från nära Dallas, på en plats i vägen för helheten. Teamet består av Ph.D. studenter och forskare från Aberystwyth University, Nasa Goddard Space Flight Center i Maryland och Caltech (California Institute of Technology) i Pasadena.

Det finns värdefull vetenskap att göra under förmörkelser som är jämförbar med eller bättre än vad vi kan uppnå via rymdbaserade uppdrag. Våra experiment kan också kasta ljus över ett mångårigt pussel om den yttersta delen av solens atmosfär – dess korona.

Solens intensiva ljus blockeras av månen under en total solförmörkelse. Det gör att vi kan observera solens svaga korona med otrolig klarhet, från avstånd mycket nära solen, ut till flera solradier. En radie är avståndet som motsvarar halva solens diameter, cirka 696 000 km (432 000 miles).

Att mäta korona är extremt svårt utan en förmörkelse. Det kräver ett speciellt teleskop som kallas coronagraph som är designat för att blockera direkt ljus från solen. Detta gör att svagare ljus från koronan kan lösas upp. Tydligheten i förmörkelsemätningar överträffar till och med koronagrafer baserade i rymden.

Vi kan också observera corona på en relativt liten budget, jämfört med till exempel rymdfarkostuppdrag. Ett ihärdigt pussel om koronan är observationen att den är mycket varmare än fotosfären (solens synliga yta). När vi rör oss bort från ett varmt föremål bör den omgivande temperaturen minska, inte öka. Hur koronan värms upp till så höga temperaturer är en fråga vi kommer att undersöka.

Vi har två huvudsakliga vetenskapliga instrument. Den första av dessa är Cip (coronal imaging polarimeter). Cip är också det walesiska ordet för "blick" eller "snabb titt". Instrumentet tar bilder av solens korona med en polarisator.

Ljuset vi vill mäta från koronan är högpolariserat, vilket betyder att det är uppbyggt av vågor som vibrerar i ett enda geometriskt plan. En polarisator är ett filter som låter ljus med en viss polarisation passera genom det, samtidigt som det blockerar ljus med andra polarisationer.

Cip-bilderna kommer att tillåta oss att mäta grundläggande egenskaper hos koronan, såsom dess densitet. Det kommer också att belysa fenomen som solvinden. Detta är en ström av subatomära partiklar i form av plasma – överhettad materia – som kontinuerligt strömmar ut från solen. Cip kan hjälpa oss att identifiera källor i solens atmosfär för vissa solvindströmmar.

Direkta mätningar av magnetfältet i solens atmosfär är svåra. Men förmörkelsedata bör tillåta oss att studera dess finskaliga struktur och spåra fältets riktning. Vi kommer att kunna se hur långt magnetiska strukturer som kallas stora "stängda" magnetslingor sträcker sig från solen. Detta kommer i sin tur att ge oss information om storskaliga magnetiska förhållanden i koronan.

Det andra instrumentet är Chils (koronal högupplöst linjespektrometer). Den samlar in högupplösta spektra, där ljus separeras i dess komponentfärger. Här letar vi efter en speciell spektral signatur av järn som emitteras från koronan.

Den består av tre spektrallinjer, där ljus sänds ut eller absorberas i ett smalt frekvensområde. Dessa genereras var och en vid olika temperaturintervall (i miljontals grader), så deras relativa ljusstyrka berättar om koronaltemperaturen i olika regioner.

Kartläggning av koronans temperatur informerar avancerade, datorbaserade modeller om dess beteende. Dessa modeller måste innehålla mekanismer för hur koronalplasman värms upp till så höga temperaturer. Sådana mekanismer kan inkludera omvandling av magnetiska vågor till termisk plasmaenergi, till exempel. Om vi ​​visar att vissa regioner är hetare än andra kan detta replikeras i modeller.

Årets förmörkelse inträffar också under en tid av ökad solaktivitet, så vi kunde observera en coronal mass ejection (CME). Dessa är enorma moln av magnetiserad plasma som kastas ut från solens atmosfär ut i rymden. De kan påverka infrastruktur nära jorden och orsaka problem för vitala satelliter.

Många aspekter av CME är dåligt förstådda, inklusive deras tidiga utveckling nära solen. Spektral information om CME kommer att tillåta oss att få information om deras termodynamik och deras hastighet och expansion nära solen.

Våra förmörkelseinstrument har nyligen föreslagits för ett rymduppdrag som kallas moon-enabled solar ockultation mission (Mesom). Planen är att kretsa runt månen för att få fler frekventa och förlängda observationer av förmörkelse. Det planeras som ett uppdrag från brittisk rymdorganisation som involverar flera länder, men leds av University College London, University of Surrey och Aberystwyth University.

Vi kommer också att ha en avancerad kommersiell 360-graderskamera för att samla in video från 8 april-förmörkelsen och observationsplatsen. Videon är värdefull för offentliga uppsökande evenemang, där vi lyfter fram det arbete vi gör, och hjälper till att skapa allmänhetens intresse för vår lokala stjärna, solen.

Tillhandahålls av The Conversation

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.