WASHINGTON, D.C. Gli scienziati hanno lanciato tutto ciò che avevano contro il cielo durante l’eclissi solare che ha spazzato gran parte degli Stati Uniti l’8 aprile 2024. Hanno schierato aerei ad alta quota, arruolato volontari per lanciare palloni meteorologici e scattare immagini luminose della corona del sole e hanno inviato segnali radio amatoriali avanti e indietro attraverso l’atmosfera.
L’obiettivo era quello di avvicinarsi a svelare alcuni dei misteri duraturi del sole, incluso il motivo per cui la corona, l’atmosfera esterna del sole, è molto più calda della superficie (SN: 5/1/24).
I risultati preliminari di questa serie di esperimenti scientifici sulle eclissi solari sono stati presentati il 10 dicembre al meeting annuale dell’American Geophysical Union. Mentre le nuvole oscuravano parte del percorso dell’eclissi negli Stati Uniti, i team sono stati in grado di raccogliere dati che alimenteranno le indagini future. Ecco uno sguardo più da vicino a come sono andati alcuni di questi progetti che scrutano l’ombra della luna.
Utilizzo dell’eclissi solare totale per visualizzare la corona
Una coppia di aerei WB-57 della NASA ha deciso di studiare la corona volando all’interno dell’ombra della luna lungo il percorso dell’eclissi totale. Il veicolo spaziale trasportava due tipi di strumenti: telecamere per catturare immagini della corona e spettrometri che misuravano diverse lunghezze d’onda della luce e potevano tracciare diverse strutture all’interno della corona in base alle loro temperature.
Mentre alcune immagini delle telecamere montate sulle ali sono risultate sfocate a causa di vibrazioni impreviste, il team è stato comunque in grado di catturare immagini dettagliate della corona. Gli spettrometri, montati nel muso dell’aereo, non sono stati colpiti.
Nel frattempo, di stanza lungo il percorso della totalità dal Texas al Maine, 35 team di osservazione hanno catturato immagini della corona solare da terra, come parte del progetto Citizen CATE (Continental-America Telescopic Eclipse). L’obiettivo era quello di mettere insieme un film di 60 minuti che abbracciasse l’evoluzione della corona durante quel periodo, ha detto Sarah Kovac, leader del progetto e astronoma presso il Southwest Research Institute di Boulder, Colorado.
L’elusiva corona centrale è la zona di transizione tra la superficie del sole e l’eliosfera; è anche l’origine di esplosioni di particelle cariche che possono spazzare verso la Terra, interrompendo potenzialmente le reti elettriche e le comunicazioni satellitari e radio. Normalmente, è troppo debole per vedere con i telescopi. Ma l’ombra della luna agisce come un coronografo naturale, rendendo visibili i dettagli, ha detto Kovac.
Il progetto è stato ostacolato dal tempo nuvoloso lungo gran parte del percorso. Ciononostante, i team sono stati in grado di catturare oltre 47.000 immagini della corona. Un film preliminare cucito insieme da immagini raccolte in tre diversi siti – in Texas, Missouri e Maine – ha mostrato come diverse parti della corona siano state esposte nel tempo.
Usare l’eclissi solare per studiare le onde gravitazionali
Altrove lungo il percorso della totalità, più di 800 studenti, organizzati in squadre, hanno lanciato palloni meteorologici nel cielo. La speranza del Nationwide Eclipse Ballooning Project era quella di catturare le prove che un’eclissi disturba l’atmosfera abbastanza da creare increspature chiamate onde gravitazionali (SN: 4/8/24). È noto che i temporali e l’aria che si muove sulle montagne perturbano l’atmosfera abbastanza da innescare le onde gravitazionali. E i ricercatori sospettavano che un’eclissi potesse anche essere un fattore scatenante, producendo un raffreddamento improvviso che altera brevemente l’equilibrio dell’atmosfera.
Un effetto simile si vede al tramonto ogni giorno, ha detto Jie Gong, uno scienziato atmosferico del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, che ha lavorato al progetto. Lo strato limite stabile tra la regione atmosferica più bassa della Terra, la troposfera, e la regione successiva, la stratosfera, affonda al calar del sole.
I dati di una campagna simile durante un’eclissi dell’ottobre 2023 osservata negli Stati Uniti occidentali hanno mostrato che l’eclissi ha effettivamente inviato increspature nell’atmosfera, ha detto Gong. La raccolta dei dati del 2024 è stata in qualche modo ostacolata dal tempo nuvoloso, anche se ogni squadra ha lanciato un pallone ogni ora per 30 ore.
Ma i sondaggi tra gli studenti dopo la fine del progetto hanno mostrato almeno un chiaro successo, ha detto Gong: prima del progetto, pochi si consideravano abili nei campi STEM. Dopo aver partecipato al progetto, quasi tutti hanno riferito di considerarsi bravi in STEM.
Accenni a ciò che accade nella ionosfera durante un’eclissi solare totale
Più di 6.350 radioamatori in centinaia di stazioni in tutti gli Stati Uniti hanno partecipato a uno studio sugli effetti dell’eclissi sulla ionosfera terrestre, lo strato carico di atmosfera in cui i segnali radio possono essere trasmessi per lunghe distanze (SN: 8/13/17).
L’evento è stato organizzato da HAMSci, un’iniziativa di citizen science che unisce la comunità radioamatoriale con gli scienziati spaziali, sfruttando il modo in cui i segnali radio che rimbalzano sulla ionosfera possono fornire informazioni sull’altezza, la densità e la struttura di quello strato atmosferico. E questo, a sua volta, può aiutare i ricercatori a comprendere meglio la connessione tra lo spazio e l’atmosfera superiore, ha detto il fondatore del gruppo Nathaniel Frissell, fisico spaziale presso l’Università di Scranton in Pennsylvania.
Durante l’eclissi, i volontari di HAMSci hanno trasmesso oltre 52 milioni di segnali a frequenze da 1 a 30 megahertz. Quello che hanno visto, ha detto Frissell, è che mentre l’ombra della luna passava, c’era un calo nella densità degli elettroni nella ionosfera. Ciò provoca la fuga delle onde radio nello spazio e la caduta delle comunicazioni. Questo effetto imita il calo della ionizzazione che si verifica ogni giorno quando il giorno si trasforma in notte, ha aggiunto Frissell.
Il cambiamento effimero nella ionizzazione dovuto all’eclissi ha brevemente migliorato le comunicazioni inviate a frequenze più basse e ha peggiorato i segnali radio inviati a frequenze più alte, ha scoperto il gruppo. I dati hanno anche rivelato che la base della ionosfera è salita di altitudine durante l’eclissi, per poi tornare alla sua altitudine normale in seguito.
Sondare i misteri solari dallo spazio
Mentre le eclissi solari totali aprono la porta a molte persone, compresi i cittadini scienziati, per cercare indizi sui misteri del sole, forniscono solo un’istantanea. Ulteriori risposte potrebbero venire da nuovi modi spaziali per studiare l’atmosfera del Sole.
La sonda solare Parker della NASA si è immersa nell’atmosfera del sole, alla ricerca della fonte dei venti solari (SN: 6/7/23). La sonda effettuerà il suo approccio più vicino al Sole il 24 dicembre, quando volerà entro 6,1 milioni di chilometri dalla superficie.
Nel frattempo, la missione Proba-3 dell’Agenzia Spaziale Europea, lanciata di recente, mira a utilizzare una coppia di veicoli spaziali che volano in formazione per simulare centinaia di eclissi solari per studiare meglio la corona media (SN: 12/5/24).
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Citazioni
J. Gong et al. Sull’esplorazione del meccanismo di generazione delle onde di eclissi di gravità utilizzando le misure di radiosonda del Nationwide Eclipse Ballooning Project (NEBP). Riunione annuale dell’American Geophysical Union, Washington, D.C. 9 dicembre 2024.