2017 m. Saulės užtemimas gali įrodyti, kad saulė yra didesnė nei manome

žiedinis užtemimas

„Eclipse“ modeliai rodo, kad saulės fotosfera yra šiek tiek didesnė už dažniausiai naudojamą vertę. Užtemimo matavimai gali padėti tiksliai nustatyti. Čia matomas žiedinis užtemimas. (Vaizdo kreditas: NASA)



Vis daugiau mokslininkų mano, kad saulė iš tikrųjų yra didesnė nei įprasta manyti.



Mokslininkai nežino Saulės dydžio taip tiksliai, kaip Žemės ir Mėnulio detalės, todėl ji yra kliūtis pasimetusiems užtemimo modeliuotojams.

Xavier Jubier kuria išsamūs Saulės ir Mėnulio užtemimų modeliai kurie kartu su „Google“ žemėlapiais tiksliai parodo, kur Žemėje kris mėnulio šešėlis ir kaip kiekviename taške atrodys užtemimas. Jis suprato, kad Saulės matavimuose yra kažkas negerai, kai jis suderino savo užtemimo modeliavimą su tikromis nuotraukomis. Nuotraukos padėjo jam tiksliai nustatyti istorinių užtemimų stebėtojo vietą, tačiau tos tikslios užtemimo formos buvo prasmingos tik tuo atveju, jei jis padidino saulės spindulį keliais šimtais kilometrų. [ Visas saulės užtemimas 2017: kada, kur ir kaip tai pamatyti (saugiai) ]



„Man kažkur kažkas negerai, bet tai viskas, ką galėjau pasakyti“, - sakė Jubier.

Mokslininkų žinios apie Žemės ir Mėnulio kontūrus nebuvo pakankamai tikslios, kad pabrėžtų šį neatitikimą tik prieš maždaug 10 metų - tuo pačiu metu, kai šiuolaikiniai užtemimo modeliavimai tapo įmanomi naudojant kompiuterio galią ir tikslų žemėlapių sudarymą. Taigi maždaug tada Jubier pradėjo suprasti, kad kažkas ne taip.

Xavier Jubier imitavo žiedinį užtemimą, įvykusį 1987 m. Kovo 29 d., Suderindamas jo rezultatus su nuotraukomis, padarytomis užtemimo metu. Jo rezultatai gali tiksliai sutapti, kai jis sujungia neįtikėtinai tikslius duomenis apie mėnulį



Xavier Jubier imitavo žiedinį užtemimą, įvykusį 1987 m. Kovo 29 d., Suderindamas jo rezultatus su nuotraukomis, padarytomis užtemimo metu. Jo rezultatai gali tiksliai sutapti, kai jis sujungia neįtikėtinai tikslius duomenis apie mėnulio kontūrus ir Žemės topografiją su šiek tiek didesniu saulės spinduliu.(Vaizdo kreditas: Xavier Jubier/Hugette Guertin)

Panašią išvadą padarė NASA tyrėjas Ernie Wrightas, pradėjęs kurti vis tikslesnius saulės užtemimų modelius, pradedant maždaug prieš dvejus metus. Jis taip pat turėjo šiek tiek padidinti saulę nuo tradicinio dydžio, kad jo skaičiavimai atitiktų tikrovę.

'Kaip tu gali to nežinoti?' Wright prisimena mąstymą. „Tu tiesiog pakelk liniuotę į dangų ir sakai, kad ji tokia didelė“.



Tačiau, kaip paaiškėja, tai nėra taip paprasta, Wrightas sakė „guesswhozoo.com“.

Iš kur tai atsirado?

Istoriškai mokslininkai naudojo 696 000 km vertę kaip saulės fotosferos spindulį - saulės kūną, kurio bangos ilgiai yra matomi plika akimi Žemėje. Vertė buvo pirmoji paskelbtas 1891 m vokiečių astronomas Arthuras Auwersas, sakė Wrightas, ir tai gana ilgą laiką buvo laikoma standartine verte. Tarptautinė astronomų sąjunga 2015 m apibrėžta „vienetas“, pagrįstas saulės spinduliu kaip panašus 695 700 km, remiantis 2008 m.

Tačiau pastangos išmatuoti saulės spindulį niekada nebuvo pakankamai tikslios, kad atitiktų mūsų žinias apie mėnulio ir Žemės kontūrus, teigė tyrėjai. Mokslininkai bandė jį išmatuoti per Merkurijaus ir Veneros tranzitus-kai tos planetos kerta saulės veidą-ir per vaizdus, ​​paimtus iš saulę stebinčių palydovų, tokių kaip Saulės dinamikos observatorija. Kiekvienas pikselis ant didesnės skiriamosios gebos SDO vaizdų apima apie 270 mylių (435 km), sakė Wrightas, o tai reiškia, kad šiuo metodu galima tiksliai išmatuoti fotosferos dydį. Be to, skriejantys saulės teleskopai, tokie kaip SDO, paprastai renka bangos ilgio šviesą, skleidžiamą giliau saulės viduje ar toliau už jos ribų, o ne jos matomą fotosferą.

„Sunkiau, nei jūs manote, tiesiog uždėti liniuotę ant šių vaizdų ir išsiaiškinti, kokia yra saulė - [SDO] neturi pakankamai tikslumo, kad tai padarytų“, - sakė Wrightas. „Panašiai, naudojant Merkurijaus ir Veneros tranzitus, paaiškėja, kad [matavimai, pagrįsti jais] nėra tokie tikslūs, kaip norėtumėte.“

Įvairūs dokumentai, bandantys nustatyti saulės spindulį, naudojant planetų tranzitus, kosminius jutiklius ir žemės stebėjimus, davė rezultatus, kurie skiriasi net 930 mylių (1500 km) ir negali būti suderinti su vienu kitą, sakė Wrightas. O užtemimo modeliuotojams tai yra kritinė ir dirginanti problema.

„Eclipse“ žiūrovai taip pat gali rasti susidomėjimo neapibrėžtumą, kai jie suplanuoja, kur jie bus visumos kelyje. Šiek tiek didesnė saulė reiškia, kad visiškas užtemimas gali būti keliomis sekundėmis trumpesnis kelio centre, o pats kelias taip pat deformuotųsi.

„Daugumai žmonių taip, tai tikrai nesvarbu; tai visko nepakeis “, - sakė Jubier. „Bet kuo arčiau priartėsite prie [užtemimo] kelio krašto, tuo didesnė rizika.“ Jei saulė iš tikrųjų yra didesnė, kelias yra siauresnis, nei rodo įprastos vertės prognozės. Taigi tie vejasi poveikį užtemimo kraštui gali kilti problemų, jei skaičiavimams nenaudoja pakankamai didelės vertės.

Nedaug žmonių prognozuoja užtemimą, pridūrė Jubier, ir tiksli vertė daugeliui tyrėjų nėra būtina. Dėl šios priežasties apibrėžimai gali skirtis ir sunku palyginti skirtingas vertes, įskaitant pradinę 1891 m. Vertę. Tam tikram tyrimui gali būti sunku pasakyti, kokios prielaidos buvo susijusios su saulės skersmens atsakymu, todėl jų negalima lengvai pritaikyti, kad jie atitiktų vienas kitą ar užtemimą. Bet kokie užtemimo matavimų neatitikimai gali būti siejami su tuo, kad nevisiškai suprantame vertes, pridūrė Jubier.

„Tai neabejotinai vis dar vykdomų tyrimų sritis, ir tai, ką pati sritis nori suvaldyti“, - „guesswhozoo.com“ sakė C. Alexas Youngas, saulės astrofizikas iš NASA Goddardo kosminių skrydžių centro Merilande. „Tikriausiai daugeliui žmonių tai yra šiek tiek ezoterika, ir aš sakyčiau, kad skaičiavimas nėra toks svarbus daugeliui sričių, pavyzdžiui, saulės fizikoje, atsižvelgiant į reikiamą tikslumą. Bet ypač užtemimo bendruomenė yra labai suinteresuota tikslumu “.

Išsiaiškink

Michaelas Kentrianakis, aistringas užtemimo medžiotojas ir Amerikos astronomijos draugijos Saulės užtemimo darbo grupės narys, sužinojo apie painiavą dėl saulės dydžio iš savo kolegos fiziko ir užtemimo tyrinėtojo Luca Quaglia.

„Šiaudai, kurie sulaužė kupranugario nugarą“, - sakė Kentrianakis, per vasarį vykusią ekspediciją į Argentiną, kur jis atsidūrė už to, kas turėjo būti žiedinis užtemimas - kur mėnulį supa šviesus „ugnies žiedas“. Didesnė saulė „ugnies žiedo“ efektą padarytų matomą platesnei teritorijai.

„Techniškai aš turėjau būti ne žiedinis, bet [nefiltruotos nuotraukos rodo], kad mes vis dar buvome žiedinio kelio, ir mes turime šią gražią chromosferą, besisukančią aplink kraštą“, - sakė Kentrianakis. Ši patirtis visiškai įtikino jį, kad saulė buvo didesnė nei paprastai manoma.

Šis artėjantis užtemimas, kuris greičiausiai bus labiausiai stebimas bendras Saulės užtemimas istorijoje, sakė NASA pareigūnai, suteiks galimybę kitiems, esantiems ir esantiems už viso kelio, padėti patikrinti jo dydį.

Nors tyrėjai paprastai naudotųsi saulės spinduliu, kad tiksliai apskaičiuotų, kada mėnulis uždengs ir atskleis saulę tam tikroje vietoje, vadinamą kontaktiniu laiku, čia reikalinga priešinga strategija, sakė Quaglia guesswhozoo.com. „Jei galime tiksliai išmatuoti sąlyčio laiką, kai visa kita yra ta pati, vienintelis dalykas, kuris gali pasikeisti, yra saulės spindulys. Mes iš tikrųjų taip galime apskaičiuoti saulės spindulį “, - sakė jis.

Kentrianakis, Jubier, Quaglia ir kiti nori tai nustatyti, pastatydami tyrėjus į vidų ir išorę ten, kur turėtų būti visuma, apsiginklavę „blykstės spektro“ fotografijos įranga. Procesas naudoja tekstūruotą grotelę virš fotoaparato, kuri padalija gaunamą šviesą į komponentų bangos ilgius, todėl lengva tiksliai nustatyti, kada visą fotosferą padengė mėnulis, ir atskleidžiamas ribotas chromosferos skleidžiamų bangų ilgių rinkinys. Kartu su tiksliomis laiko žymėmis šis procesas būtų tvirtas saulės dydžio įrodymas. (Toks procesas buvo naudojamas anksčiau, tačiau ribotu mastu, sakė Quaglia.)

Šis blykstės spektras buvo užfiksuotas Gabone per užtemimą 2013 m. Lapkričio 3 d. Kairėje pusėje matoma užtemimo nuotrauka, o dešinėje - įvairūs tuo metu užtemimo skleidžiami spektrai - saulė

Šis blykstės spektras buvo užfiksuotas Gabone užtemimo metu 2013 m. Lapkričio 3 d. Kairėje pusėje matoma užtemimo nuotrauka, o dešinėje - įvairūs tuo metu užtemimo skleidžiami spektrai - saulės fotosfera sukuria sklandų spektrą. spalvos, o chromosfera virš jos išskiria ryškias spalvų lankas. Ši sąranka gali leisti tyrėjams tiksliai nustatyti fotosferos uždengimo momentą ir taip nustatyti jos dydį.(Vaizdo kreditas: Constantine Emmanouilidi, naudojamas su leidimu)

Tokie matavimai taip pat suteiktų dar vieną naudą, sakė Jubier - tiriant, kai kurie mano, kad yra plonas sluoksnis tarp fotosferos ir chromosferos, vadinamos mezosfera. Šis plonas sluoksnis gali būti matomas akimirką po to, kai užtemimo metu fotosfera buvo ištrinta, o tai reiškia, kad stebėtojai gali atlikti matavimus, kurie painioja mezosferą daugiau fotosferos. Blykstės spektras gali padėti atskirti abu, nors jis turi būti pakankamai didelės skiriamosios gebos, kad signalai būtų aiškiai atskirti.

Grupė, kurioje dalyvavo Quaglia, Kentrianakis ir Jubier, negalėjo gauti finansavimo tokiam plačiam „flash“ spektro eksperimentui, kokio jie norėtų-maždaug 30 atskirų matavimo stočių, esančių tik numatyto užtemimo kelio viduje ir už jo ribų. Tačiau tyrėjai vis dar galėtų naudoti užtemimo metu gautus duomenis ir matavimus, kad sužinotų daugiau.

„Kuo daugiau stebėjimų turime, tuo geriau, net jei jie nesuteikia tokios kokybės, kokios tikėjomės iš kinematografinės spektroskopijos“, - sakė Jubier. „Laikas parodys, ką mes galime iš viso to padaryti“.

Jubier sakė, kad blykstės spektro matavimai būtų naudingiausi, bet taip pat (saugiai!) Nefiltruoti užtemimo vaizdai. Dauguma filtrų iškirpia vaizdų detales, todėl yra daug sunkiau tiksliai nustatyti, kada saulė visiškai dengia mėnulį.

Kitos grupės taip pat naudos užtemimą, norėdami išmatuoti saulės skersmenį, sakė Quaglia, įskaitant Tarptautinę okultinio laiko asociaciją, kuri išanalizuokite išmaniųjų telefonų vaizdo įrašus imami intervalais, statmenais užtemimo keliui Nebraskoje.

„Kuo daugiau žmonių, tuo daugiau metodų, tuo daugiau komandų mus atves, kaip visuma“, - sakė Quaglia. „Jei tuomet Tarptautinė astronomijos sąjunga priims sprendimą pakeisti vertę, greičiausiai jos vertės nekeis.“

Suprasti tikslų matomos saulės dydį bus įmanoma tik derinant kruopščius saulės matavimus su modeliais ir tiksliai suprantant dabar egzistuojančius mėnulio ir žemės pakilimus, sakė Jubier. Tačiau gabalai yra skirti tam apsisprendimui, jei pakanka žmonių, kurie per tas neįprastas užtemimo akimirkas išmatuos dažniausiai matomą dangaus vaizdą.

„Tai didelis ir užtruks daug užtemimų - tai gali užtrukti iki 2024 m., Bet bent jau dabar pradedame“, - sakė Kentrianakis.

Redaktoriaus pastaba: „guesswhozoo.com“ kartu su modeliavimo programa pasiūlė šią nuostabią „Eclipse Safari“ programą, kuri padės mėgautis užtemimo patirtimi. Nemokama programa yra galima „Apple“ ir „Android“ , ir jūs galite jį peržiūrėti internete .

Šis straipsnis buvo atnaujintas siekiant paaiškinti Saulės dinamikos observatorijos vaizdų skiriamąją gebą.