أثناء ال الكسوف الحلقي القادم للشمس يوم 14 أكتوبر سيتم توجيه تلسكوب راديوي متقاعد من وكالة ناسا يبلغ طوله 112 قدمًا (34 مترًا) نحو الشمس لدراسة ما يحدث عندما يغطي القمر البقع الشمسية.
جزء من برنامج علوم المواطن الشمسية باترول، إنها تجربة تجريبية ستصل إلى ذروتها في 8 أبريل من العام المقبل خلال الفترة الإجمالية كسوف الشمس في الولايات المتحدة
ستقوم Solar Patrol بدراسة الانبعاثات الراديوية من الهالة الداخلية للشمس، ولكن كيف ولماذا هي قصة عن التلسكوبات الراديوية، ونشاط الشمس المتزايد حاليًا والهبة المذهلة من الطبيعة المتمثلة في حدوث كسوفين للشمس في نفس المكان خلال ستة أشهر.
ال مشروع تموله وكالة ناسا ستستخدم تلسكوب Goldstone Apple Valley Radio Telescope (GAVRT) الموجود في صحراء موهافي بكاليفورنيا، والذي كان جزءًا من شبكة الفضاء السحيق التابعة لناسا حتى تقاعده منذ أكثر من عقد من الزمن. يتم استخدامه الآن بانتظام من قبل الطلاب للدراسة الثقوب السوداءوالكوازار والكواكب – تشغيل التلسكوب عن بعد وجمع البيانات – ولكنه يُستخدم أيضًا في رسم خرائط الشمس في أطوال موجات الراديو. سيتم توجيه GAVRT مرتين خلال الأشهر الستة المقبلة نحو الشمس في محاولة لاستخلاص بيانات البقع الشمسية التي لا يمكن الحصول عليها بطريقة أخرى. وإليك كيف ستعمل.
متعلق ب: لا داعي للذعر إذا رأيت بالونات تحوم أثناء كسوف الشمس القادم في أمريكا
ما سيراه التلسكوب الراديوي
يقسم علماء الفلك السماء إلى درجات، لكن كل درجة تنقسم إلى 60 جزءًا متساويًا تسمى الدقائق القوسية. قال ثانجاسامي فيلوسامي، العالم في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا، لموقع Space.com: “يبلغ عرض الشمس 30 دقيقة قوسية، لذلك في أي وقت يمكن للهوائي الخاص بنا أن ينظر إلى الإشعاع القادم من داخل جزء فقط من الشمس”. يعمل Valusamy مع المعلمين في مركز لويس لأبحاث التعليم في جنوب كاليفورنيا في برنامج علوم المواطن Solar Patrol. وهذا يعني أن GAVRT يمكنها فقط “رؤية” حوالي خمس الشمس في أي وقت. “لذا فإن أفضل ما يمكننا القيام به هو دراسة البقع الشمسية“، واصل فيلوسامي.
البقع الشمسية هي اضطرابات في المجال المغناطيسي للشمس يمكن أن يكون حجمها بحجم كوكب وتكون مرئية على شكل بقع داكنة على سطحه. لا ينبغي أن تواجه دورية الشمس أي مشكلة في العثور عليها في أيام الكسوف. بعد كل شيء، فهي مشهد يومي الآن حيث تقترب الشمس من الحد الأقصى للطاقة الشمسية، وهو ارتفاع 11 عامًا (أو نحو ذلك). الدورة الشمسية. وقال فيلوسامي: “أنا متأكد من أن الشمس ستكون نشطة للغاية”. “سيكون لدينا الكثير للاختيار من بينها.”
لا تتوقع أي صور مذهلة، فهذا هو علم الفلك الراديوي، وهو دراسة الكون بأطوال موجات الراديو. قال فيلوسامي: “لن يكون عرضنا عبارة عن عرض مصور”. وقال: “سوف ننظر إلى الشمس بأطوال موجية جيجاهيرتز – انبعاث الراديو – لذلك لا يمكننا التقاط صور جميلة أو فورية”. وأضاف أنه من الممكن تصوير الشمس بأطوال موجية راديوية، لكن الأمر يستغرق حوالي 30 دقيقة.
ما سوف يدرسه التلسكوب الراديوي
ستقوم Solar Patrol في الواقع بدراسة “المناطق النشطة” – المناطق المعقدة مغناطيسيًا التي تتشكل فوق البقع الشمسية في الهالة الداخلية للشمس – كما القمر يتحرك فوقهم.
قال فيلوسامي: “لا تنظر ترددات الراديو إلى سطح الشمس – الغلاف الضوئي – يعتمد انبعاث الراديو على التردد الذي تنظر إليه”. “نصنع خرائط بأربعة ترددات مختلفة من 3 إلى 14 جيجاهيرتز، مما يعني أنه يمكننا استكشاف ارتفاعات تتراوح بين 2000 إلى 15000 كيلومتر فوق سطح الشمس.” وهذا أمر بالغ الأهمية لأنه يسمح بقياسات المجال المغناطيسي في طبقات الشمس فوق البقع الشمسية. “
وقال فيلوسامي: “تقوم الكثير من البعثات الفضائية بقياس المجال المغناطيسي بعيدًا عن الشمس، ولكن لربطه بما يحدث في الشمس نحتاج إلى هذه القياسات المتوسطة”.
الفرق الذي يحدثه الكسوف
يمكن دراسة البقع الشمسية باستخدام التلسكوب الراديوي في أي وقت. لماذا تفعل ذلك أثناء الكسوف؟ يكشف الكسوف تفاصيل عن الشمس لا يستطيع التلسكوب الراديوي اكتشافها بطريقة أخرى. أثناء تحركه عبر البقعة الشمسية، سيحجب القمر أجزاء مختلفة منها في أوقات مختلفة، مما يسمح للعلماء بتمييز الإشارات الضوئية القادمة من جزء مقابل آخر. وقال فيلوسامي: “عندما يتحرك القمر عبر البقعة الشمسية أثناء الكسوف، ستنخفض الطاقة التي يجمعها الهوائي”. يعتمد مقدار الانخفاض على مدى سطوع المنطقة النشطة، لكن الطلاب سيحصلون على مجموعتين من البيانات – واحدة عندما تختفي البقع الشمسية خلف القمر والأخرى عندما تظهر مرة أخرى. وقال فيلوسامي: “سنكون قادرين على تفكيك البقع الشمسية بتفاصيل ذات دقة زاوية عالية جدًا”.
سيعتمد المكان الدقيق الذي سيتم توجيه التلسكوب فيه على مكان وجود البقع الشمسية في أيام الكسوف، ولكن إذا كان هناك أي منها – ومن المحتمل جدًا حدوثها – فسوف يكتشف GAVRT تغييرات طفيفة في انبعاثات الراديو من المناطق النشطة. تم استخدام هذه التقنية نفسها لأول مرة خلال الكسوف الحلقي الأخير للشمس في الولايات المتحدة في مايو 2012، عندما حجب القمر 83% من الشمس كما يظهر من وادي أبل.
لماذا يعتبر كسوف أبريل أكثر أهمية؟
بالنسبة لمطاردي الكسوف، فإن الكسوف الكلي – عندما يحجب القمر كل الشمس وينزل الشفق – هو الجائزة الكبرى. هذا ليس هو الحال بالنسبة للتلسكوب الراديوي.
على الرغم من أن GAVRT سيتم توجيهه نحو الشمس أثناء الكسوف الشمسي القادم في أمريكا الشمالية، إلا أن التلسكوب الراديوي لن يرى أفضل ما في أي منهما، مع عدم وجود “حلقة النار” في 14 أكتوبر 2023، ولا الكسوف الكلي في 8 أبريل. ، 2024. في الواقع، ستشهد GAVRT في أكتوبر 77٪ من الشمس كسوفا بالقمر بينما في أبريل لن تصل إلى 50٪ تمامًا. هذا غير ذي صلة إلى حد كبير – يعتمد النجاح على ما إذا كانت هناك بقع شمسية على سطح الشمس وما إذا كانت الهندسة تعني أنها محجوبة بطرف القمر. وقال فيلوسامي: “إن حجم الكسوف لا يهمنا حقًا لأننا ننظر فقط إلى مناطق محلية داخل الشمس”.
ومع ذلك، هناك أسباب تجعل دراسة كسوف شهر إبريل أسهل بكثير بالنسبة لـ GAVRT مقارنة بكسوف أكتوبر. وقال فيلوسامي: “ستكون الشمس منخفضة للغاية في الأفق في وقت مبكر من صباح يوم 14 أكتوبر، وهو ما سيكون تحديًا كبيرًا”. وفي بداية الكسوف، سيكون ارتفاع الشمس والقمر 14 درجة فقط في الجنوب الشرقي. “يمكن أن ينخفض هوائينا إلى 8 درجات، لكن هذا ليس أفضل الظروف لإجراء عمليات الرصد.” وفي أبريل، يبدأ الكسوف بعد بضع ساعات عندما تكون الشمس أعلى بكثير في الجنوب الشرقي – حوالي 44 درجة.
ولهذا السبب يعتبر كسوف شهر أكتوبر بمثابة اختبار لشهر إبريل. يعد شهر أكتوبر أيضًا وقتًا يمكن أن يكون فيه الطقس أكثر صعوبة، على الرغم من أن هناك جانبًا إيجابيًا لعلم الفلك الراديوي الذي سيغار منه جميع مطاردي الكسوف. وقال فيلوسامي: “على الأقل ليس علينا أن نفكر في السحب”. “فقط علماء الفلك البصري هم الذين يجب أن يقلقوا بشأن ذلك.”