เป็นเวลาหนึ่งปีแล้วที่สุริยุปราคาเต็มดวงในวันที่ 21 สิงหาคม 2017ได้จับภาพจินตนาการนับล้านในขณะที่ดวงจันทร์บดบังดวงอาทิตย์ชั่วครู่และทำให้เกิดเงาที่ตัดผ่านสหรัฐอเมริกาจากโอเรกอนไปยังเซาท์แคโรไลนา
Madhulika Guhathakurta นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ของ NASA บอกกับที่ประชุมของ American Geophysical Union ในเมืองนิวออร์ลีนส์เมื่อเดือนธันวาคมว่า “มันเป็นเหตุการณ์ที่ยิ่งใหญ่มาก” การสำรวจหนึ่งรายงานว่า 88 เปอร์เซ็นต์ของผู้ใหญ่ในสหรัฐอเมริกา – ประมาณ 216 ล้านคน – ดูสุริยุปราคาโดยตรงหรือทางอิเล็กทรอนิกส์
ในจำนวนนี้มีนักวิทยาศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์พลเมืองที่หันกล้องดูดาวขึ้นฟ้าเพื่อจัดการกับความลึกลับทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ แสงอาทิตย์ และอื่นๆ ปีที่แล้วScience News ได้ เจาะลึกคำถามที่นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะได้คำตอบโดยใช้สุริยุปราคา หนึ่งปีผ่านไป เราได้เรียนรู้อะไรบ้าง?
สุริยุปราคาส่งระลอกคลื่นผ่านชั้นบรรยากาศของโลก
โดยปกติ การแผ่รังสีของดวงอาทิตย์จะแยกอิเล็กตรอนออกจากอะตอมในชั้นบรรยากาศ ทำให้เกิดชั้นประจุที่เรียกว่าไอโอโนสเฟียร์ ซึ่งทอดยาวจาก 75 ถึง 1,000 กิโลเมตรขึ้นไป แต่เมื่อแสงแดดหายไปชั่วครู่ระหว่างเกิดสุริยุปราคา อิเล็กตรอนจะรวมตัวกับอะตอมของพวกมัน ทำให้เกิดการรบกวนในชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟีย ร์ ที่สามารถตรวจจับได้ด้วยเครื่องรับบนพื้นดิน(SN Online: 13/13/17 )
Shun-Rong Zhang จากหอดูดาว Haystack ของ MIT ในเวสต์ฟอร์ด รัฐแมสซาชูเซตส์ รายงานเมื่อเดือนธันวาคมว่า เงาเหนือเสียงของดวงจันทร์ทำให้เกิดคลื่นโค้งของอะตอมที่ซ้อนกันในชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ คล้ายกับคลื่นที่หัวเรือ แม้ว่าคลื่นคันธนูจะคาดการณ์ไว้ในช่วงทศวรรษ 1960 แต่นี่เป็นครั้งแรกที่พวกเขาสังเกตเห็นได้อย่างชัดเจน
สุริยุปราคายังส่งคลื่นเคลื่อนที่ผ่านเทอร์โมสเฟียร์ซึ่งเป็นชั้นบรรยากาศที่ไม่มีประจุซึ่งมีความสูงประมาณ 250 กิโลเมตร ซึ่งสังเกตได้จากที่ไกลที่สุดเท่าที่บราซิล จะผ่านไป เกือบหนึ่งชั่วโมงหลังจากคราสสิ้นสุดลง(SN: 5/26/18, p. 14 ) . และการวัดอุณหภูมิ ความเร็วลม และความเข้มของแสงแดดแสดงให้เห็นว่าสุริยุปราคาเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศไปตามเส้นทางแห่งความมืด ชั่วครู่
การแสดงให้ไอน์สไตน์พูดถูกนั้นไม่ง่ายนัก
นักฟิสิกส์ไล่ตามเงาของดวงจันทร์เพื่อทำซ้ำการทดลองอันเป็นสัญลักษณ์ซึ่งแสดงให้เห็นว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์นั้นถูกต้อง (SN Online: 15/8/17 ) ในมุมมองของไอน์สไตน์ มวลของดวงอาทิตย์ควรบิดเบี้ยวในกาลอวกาศมากพอที่ตำแหน่งของดาวจะดูแตกต่างกันเล็กน้อยระหว่างเกิดคราส ในช่วงสุริยุปราคาในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2462 นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ อาร์เธอร์ สแตนลีย์ เอดดิงตัน ถ่ายภาพที่พิสูจน์ว่าไอน์สไตน์คิดถูกต้อง
ในช่วงสุริยุปราคาปี 2017 เกือบหนึ่งศตวรรษต่อมา นักดาราศาสตร์สมัครเล่นโดนัลด์ บรันส์แห่งซานดิเอโกได้ทำการวัดที่คล้ายกันด้วยอุปกรณ์ที่ทันสมัยและได้ข้อสรุปเช่นเดียวกับเอดดิงตัน : ดาวที่มองเห็นได้ในช่วงคราสล้วนมีความเบี้ยว Bruns เผยแพร่ผลงานของเขาในClassical และ Quantum Gravityในเดือนมีนาคม
แต่นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Bradley Schaefer จาก Louisiana State University ในแบตันรูชและคนอื่นๆ ประสบปัญหาในการทำซ้ำการวัดที่มีความแม่นยำมากพอที่จะแสดงให้เห็นว่าไอน์สไตน์พูดถูก “’คนเกียจคร้าน’ เป็นการพูดน้อยเกินไป” เชฟเฟอร์กล่าว “ทั้งหมดนี้อาจเป็นเรื่องไร้สาระ”
Schaefer มีปัญหามากพอที่เขาคิดว่ามันอาจเป็นไปไม่ได้ที่ Eddington จะได้รับความแม่นยำที่เขาอ้างสิทธิ์ นักดาราศาสตร์รุ่นก่อนอาจได้รับคำตอบที่ถูกต้องด้วยโชค ไม่ใช่เพราะเขาวัดมันจริงๆ
แสงอินฟราเรดจะช่วยวัดสนามแม่เหล็กของโคโรนา การทดลองสุริยุปราคาบางอย่างไม่ได้ปฏิวัติความเข้าใจของเราเกี่ยวกับดวงอาทิตย์ด้วยตัวเอง แต่จะทำให้การทดลองในอนาคตสามารถดึงม่านกลับคืนมาได้ หนึ่งในนั้นคือการสังเกตการณ์โคโรนาของดวงอาทิตย์ด้วยอินฟราเรดเป็นครั้งแรก ซึ่งเป็นรัศมีที่ส่องแสงระยิบระยับของพลาสมาที่ร้อนและกระจายตัว ซึ่งมองเห็นได้ทั้งหมดในช่วงสุริยุปราคาเต็มดวงเท่านั้น รูปร่างและการเคลื่อนที่ของพลาสมาทั้งหมดนั้นถูกนำทางโดยสนามแม่เหล็ก แต่สนามแม่เหล็กของโคโรนานั้นอ่อนมากจนไม่เคยวัดได้โดยตรง(SN Online: 8/16/17 )
การศึกษาก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่าความยาวคลื่นอินฟราเรดของแสงอาจไวต่อสนามแม่เหล็กของโคโรนาเป็นพิเศษ ดังนั้นสองกลุ่มจึงไล่ตามสุริยุปราคาในเดือนสิงหาคม 2017 ในเครื่องบินเพื่อรับการสังเกตการณ์อินฟราเรด Amir Caspi จากสถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้ในโบลเดอร์ รัฐโคโล และเพื่อนร่วมงานของเขาถ่ายภาพอินฟราเรดภาพแรกของโคโรนาทั้งหมด
เมื่อบินด้วยเครื่องบินอีกลำ Jenna Samra จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดวัดโคโรนาด้วยความยาวคลื่นจำเพาะห้าช่วง ซึ่งหนึ่งในนั้นไม่เคยมีใครเห็นมาก่อน การเปรียบเทียบผลลัพธ์เหล่านี้กับการสังเกตที่ถ่ายจากพื้นดินในแคสเปอร์ รัฐไวโอ ( ที่ฉันดูสุริยุปราคา ) แสดงให้เห็นว่าความยาวคลื่นเหล่านั้นสว่างเพียงพอที่กล้องโทรทรรศน์ที่กำลังก่อสร้างในฮาวายในขณะนี้จะสามารถช่วยทำแผนที่สนามแม่เหล็กของโคโรนาได้ (SN Online: 5/29/18) .
