Dunkle Wissenschaft: Totale Sonnenfinsternis gibt Forschern ein kurzes Fenster

Während der totalen Sonnenfinsternis vom 21. August 2017 werden 11 Teams von NASA-geförderten Forschern so viel Wissenschaft wie möglich aufnehmen - in weniger als 3 Minuten.

Eine totale Sonnenfinsternis ist ein seltenes und einzigartiges Ereignis. Wenn die Scheibe des Mondes die Sonne vollständig bedeckt, offenbart sie zuvor verborgene Merkmale des Sterns und wirft die Erde in eine seltsame, jenseitige Dämmerung in betroffenen Gebieten. Viele Zuschauer beschreiben die totale Finsternis als "lebensverändernd" und sogenannte "Eclipse Chaser" reisen um den Globus, um die atemberaubende Schönheit aufzunehmen.

Aber Finsternisse sind wertvoll für mehr als nur die Ehrfurcht, die sie inspirieren. Es gibt Informationen über die Sonne, die Wissenschaftler nur während einer totalen Sonnenfinsternis sammeln können. Die NASA finanziert 11 wissenschaftliche Experimente, die "die totale Sonnenfinsternis nutzen, um unsere Sonne und unsere Erde zu beobachten, neue Instrumente zu testen und sogar die Fähigkeiten von Bürgerwissenschaftlern zu nutzen, um unser Verständnis des Sonnen-Erde-Systems zu erweitern" von der Agentur. [Totale Sonnenfinsternis 2017: Pfad, Karten und Foto Guide anzeigen]

Eine totale Sonnenfinsternis tritt auf, wenn das Gesicht des Mondes die zentrale Scheibe der Sonne vollständig bedeckt. Wenn das helle Licht von der Sonnenscheibe subtrahiert wird, können die Beobachter die viel schwächere Atmosphäre der Sonne sehen, die Korona genannt wird.

Teleskope und Satelliten, die zum Studium der Sonne verwendet werden, verwenden oft ein Instrument, das als Koronagraph bezeichnet wird, um einen ähnlichen Effekt zu erzielen, wobei das Licht von der Sonnenscheibe blockiert wird, um die Korona aufzudecken. Aber diese Instrumente können das von einer totalen Sonnenfinsternis geschaffene naturwissenschaftliche Experiment nicht vollständig nachbilden, so die NASA.

"Ein Phänomen namens Beugung verwischt das Licht in der Nähe der Scheibe in einem Koronagraphen, was es schwierig macht, klare Bilder von den inneren Teilen der Korona zu bekommen, so dass totale Sonnenfinsternisse die einzige Möglichkeit sind, diese Regionen im sichtbaren Licht zu untersuchen." NASA-Beamte sagten in der Aussage. "In vielerlei Hinsicht sind diese inneren Regionen der Korona das fehlende Glied, um die Quellen des Weltraumwetters zu verstehen, so dass totale Sonnenfinsternisse wirklich von unschätzbarem Wert sind, um die Verbindung zwischen Sonne und Erde zu verstehen."

Leider bedeckt der Mond die Sonnenscheibe höchstens für ein paar Minuten vollständig, und diese Sonnenfinsternis ist nur aus einem relativ kleinen geographischen Gebiet sichtbar, das als "Weg der Totalität" bekannt ist. Die Sonnenfinsternis 2017 wird die kontinentalen USA von Küste zu Küste durchqueren und "eine der bestbeobachteten Finsternisse bis heute" sein, heißt es in der Erklärung. (Nur Menschen auf dem Weg der Totalität werden eine totale Sonnenfinsternis sehen, obwohl eine partielle Sonnenfinsternis aus den gesamten USA sichtbar sein wird)

Sechs der NASA-finanzierten Studien konzentrieren sich auf das Verständnis der Sonne. Ein Experiment wird an Bord eines Flugzeugs stattfinden, da luftgestützte Experimente über die Erdatmosphäre gelangen können, die typischerweise das Licht von Objekten wie der Sonne verzerrt. Ein weiteres Experiment wird einen Ansatz für Bürgerwissenschaftler untersuchen, um die Polarisation der Sonnenkorona während der Sonnenfinsternis zu messen. (Die Polarisation des Lichts bezieht sich auf die Ausrichtung der Lichtwellen und kann Informationen darüber liefern, was mit den Lichtwellen passiert ist, bevor sie den Betrachter erreichen.)

Die NASA wird auch fünf erdzentrierte Studien finanzieren.

"Totale Sonnenfinsternisse sind auch eine Gelegenheit, die Erde unter ungewöhnlichen Bedingungen zu erforschen", heißt es in der Erklärung. Eclipse-Beobachter haben berichtet, dass seltsame Dinge passieren, wenn die Sonnenfinsternis plötzlich die Landschaft verdunkelt, einschließlich nächtlicher Tiere, die während des Tages auftauchen.

"Das plötzliche Blockieren der Sonne während einer Sonnenfinsternis reduziert das Licht und die Temperatur auf dem Boden, und diese sich schnell ändernden Bedingungen können das Wetter, die Vegetation und das Verhalten der Tiere beeinflussen", heißt es in der Erklärung.

Zwei Studien werden die Finsternis nutzen, um die Ionosphäre zu untersuchen, eine Schicht der Erdatmosphäre, die etwa 80 Kilometer oberhalb der Planetenoberfläche beginnt. Eine weitere Studie wird einen allgemeinen Blick auf das Land und die atmosphärische Reaktion der Erde auf die Sonnenfinsternis werfen.

Es wird viele andere Gruppen geben, die während der Sonnenfinsternis wissenschaftliche Experimente durchführen, sagte Jay Pasachoff, ein begeisterter Eclipse Chaser und Professor für Astronomie am Williams College in Massachusetts. Sie können mehr über die totale Sonnenfinsternis von 2017 erfahren, einschließlich wo man sie sehen kann, hier auf ProfoundSpace.org.