2024年4月8日的日食将成為科學研究的首要事件，尤其是美國國家航空航天局的WB-57噴射機将提供更多的視野和資料收集機會。這些高空飛行旨在研究日冕和電離層的電特性，深入了解太陽對地球的影響，并協助尋找近太陽小行星。
美國國家航空航天局的 WB-57 噴氣機将捕捉 2024 年日食的空前景象，研究日冕和電離層，以加深對太陽和大氣動力學的了解。
2024 年 4 月 8 日的日全食将為北美各地帶來令人驚歎的美景。雖然日食路徑沿線晴空萬裡的任何人都能看到這一壯觀景象，但最佳視角可能是在 5 萬英尺的高空，在美國宇航局的 WB-57 噴射機上。美國國家航空航天局（NASA）資助的三個團隊将在那裡派出科學儀器對日食進行測量。
美國國家航空航天局（NASA）資助的三支團隊将在那裡派出科學儀器對日食進行測量。資料來源：美國國家航空航天局
兩個小組将對太陽的外層大氣--日冕--進行成像，第三個小組将對電離層--地球大氣層的上層帶電層進行測量。這些資訊将幫助科學家更好地了解日冕的結構和溫度、太陽對地球大氣層的影響，甚至有助于尋找可能在太陽附近運作的小行星。
日全食期間，月球完美地遮住了太陽的亮光，使地球上的一小塊區域陷入黑暗。太陽的主光被遮住後，肉眼就能看到暗淡得多的日冕。這為科學家研究太陽的這一神秘區域提供了獨特的機會。短暫的陽光遮擋還能讓科學家研究太陽光如何影響地球大氣層。
過去，日食推動了無數科學發現。對于這次日食，美國國家航空航天局正在資助幾項科學實驗--包括使用 WB-57 飛機進行的三項實驗--在日食期間進行測量。美國國家航空航天局的 WB-57 飛機比商用飛機飛得高得多。這一高度使噴射機能夠飛越雲層，這意味着不會因惡劣天氣而錯過日食。此外，噴射機的飛行高度使其處于地球大部分大氣層之上，這使得相機能夠拍攝出更清晰的圖像，并捕捉到無法到達地面的紅外光等波長。由于飛機能以每小時 460 英裡的速度飛行，它們還能延長在月影中停留的時間。雖然月食在地面上任何一點的持續時間都不會超過四分半鐘，但飛機看到的月食持續時間将延長約 25%，超過 6 分 22 秒。
該地圖顯示了 2024 年日全食的路徑。橫跨大陸的深色路徑就是全食路徑。通過沿着這條路徑飛行，WB-57 将延長在全食中停留的時間。資料來源：NASA/科學可視化工作室/Michala Garrison；日食計算：NASA 戈達德太空飛行中心 Ernie Wright
夏威夷大學研究員 Shadia Habbal 是 WB-57 日食實驗的負責人之一。他的實驗将搭載記錄特定波長光線的光譜儀和照相機。這些儀器将測量日冕和日冕物質抛射的溫度和化學成分，日冕物質抛射是太陽物質的大爆發。利用這些資料，科學家們旨在更好地了解日冕的結構，并确定太陽風（太陽不斷發射的粒子流）的來源。
Habbal希望他們的研究結果有助于區分不同的日冕受熱模式，他說："這盞燈是我們在日冕中插入溫度計之外最好的探測器。"
美國宇航局/歐空局的太陽和日光層天文台（SOHO）拍攝到了 2023 年 3 月 13 日日冕物質抛射的視訊。資料來源：NASA/ESA/SOHO
對于科羅拉多州博爾德西南研究所阿米爾-卡斯皮上司的另一個團隊來說，這并不是他們第一次用飛機追逐日食。在2017年日全食期間，Caspi曾帶領WB-57飛機進行了一次開創性的實驗，日全食從海到海橫穿了美國。噴氣機拍攝的圖像被用來研究日冕的結構。
那是第一次利用噴流研究日食。這一次，改進後的相機設定将允許測量從紅外線到可見光的更多波長，有望揭示有關中冕和下冕結構的新資訊。使用高分辨率高速相機進行的觀測還有助于研究環繞太陽的塵埃環，并幫助搜尋可能在太陽附近運作的小行星。
卡斯皮說："在我們将要研究的一些波長上，太陽的資料并不多。我們不知道會發現什麼，是以進行這些測量特别令人興奮"。
第三個實驗将使用一種稱為電離層探測儀的儀器研究月球陰影對電離層的影響，該儀器由 JHU APL 設計。電離層探測儀的功能類似于一個簡單的雷達。該裝置發出高頻無線電信号，并聆聽其在電離層上的回聲，進而使研究人員能夠測量電離層的帶電程度。
電離層項目負責人、弗吉尼亞州布萊克斯堡弗吉尼亞理工大學研究助理教授巴拉特-昆杜裡（Bharat Kunduri）說："日食基本上是一個受控實驗。它讓我們有機會了解太陽輻射的變化會如何影響電離層，而電離層的變化又會反過來影響雷達和全球定位系統等我們日常生活中依賴的一些技術。"
編譯自:ScitechDaily