Per la maggior parte degli spettatori, il 21 agosto, 2017, l'eclissi solare totale durerà meno di due minuti e mezzo. Ma per un team di scienziati finanziati dalla NASA, l'eclissi durerà più di sette minuti. Il loro segreto? Seguendo l'ombra della Luna in due aerei a reazione WB-57F retrofit.

Amir Caspi del Southwest Research Institute di Boulder, Colorado, e il suo team utilizzerà due dei jet di ricerca WB-57F della NASA per inseguire l'oscurità in tutta l'America il 21 agosto. Prendendo osservazioni da due telescopi montati sui nasi degli aerei, Caspi catturerà le immagini più nitide dell'atmosfera esterna del Sole, la corona, fino ad oggi e le prime immagini termiche di Mercurio, rivelando come la temperatura varia sulla superficie del pianeta.

"Queste potrebbero benissimo rivelarsi le migliori osservazioni di sempre di fenomeni ad alta frequenza nella corona, "dice Dan Seaton, co-investigatore del progetto e ricercatore presso l'Università del Colorado a Boulder, Colorado. "Estendere il tempo di osservazione e raggiungere un'altitudine molto elevata potrebbe consentirci di vedere alcuni eventi o tracciare onde che sarebbero essenzialmente invisibili in soli due minuti di osservazione da terra".

L'eclissi solare totale offre agli scienziati una rara opportunità di studiare il Sole, in particolare la sua atmosfera. Poiché la Luna copre completamente il Sole e ne blocca perfettamente la luce durante un'eclissi, la corona tipicamente debole è facilmente visibile contro il cielo scuro. La NASA sta finanziando 11 progetti scientifici in tutta l'America affinché gli scienziati possano sfruttare l'evento astronomico unico per saperne di più sul Sole e sui suoi effetti sull'atmosfera superiore della Terra.

La corona è riscaldata a milioni di gradi, tuttavia gli strati atmosferici inferiori come la fotosfera, la superficie visibile del Sole, sono riscaldati solo a poche migliaia di gradi. Gli scienziati non sono sicuri di come avvenga questa inversione. Una teoria propone che le onde magnetiche chiamate onde di Alfvén convogliano costantemente energia nell'atmosfera esterna del Sole, dove viene poi dissipato sotto forma di calore. In alternativa, micro esplosioni, chiamati nanoflares, troppo piccoli e frequenti per essere rilevati individualmente, ma con un grande effetto collettivo, potrebbe rilasciare calore nella corona.

A causa dei limiti tecnologici, nessuno ha ancora visto direttamente i nanoflare, ma le immagini ad alta risoluzione e ad alta velocità da prendere dai jet WB-57F potrebbero rivelare i loro effetti sulla corona. Le immagini ad alta definizione, catturato 30 volte al secondo, verrà analizzato il moto ondoso nella corona per vedere se le onde si avvicinano o si allontanano dalla superficie del Sole, e con quali pregi e dimensioni.

"Vediamo le prove del riscaldamento a nanoflare, ma non sappiamo dove si verificano, " disse Caspi. "Se si verificano più in alto nella corona, potremmo aspettarci di vedere le onde che si muovono verso il basso, mentre le piccole esplosioni si verificano e riconfigurano collettivamente i campi magnetici."

In questo modo, i nanoflares potrebbero anche essere l'anello mancante responsabile di districare il caos caotico delle linee del campo magnetico sulla superficie del Sole, spiegando perché la corona ha anelli netti e ventagli lisci di campi magnetici. La direzione e la natura delle onde osservate aiuteranno anche a distinguere tra modelli concorrenti di riscaldamento coronale.

I due piani, il lancio da Ellington Field vicino al Johnson Space Center della NASA a Houston osserverà l'eclissi totale per circa tre minuti e mezzo ciascuno mentre sorvolano il Missouri, Illinois e Tennessee. Volando alto nella stratosfera, le osservazioni effettuate con i telescopi di bordo eviteranno di guardare attraverso la maggior parte dell'atmosfera terrestre, migliorando notevolmente la qualità dell'immagine. All'altitudine di crociera degli aerei di 50, 000 piedi, il cielo è 20-30 volte più scuro di quello visto da terra, e c'è molta meno turbolenza atmosferica, consentendo la visibilità di strutture e movimenti fini nella corona solare.

Le immagini del Sole verranno principalmente catturate alle lunghezze d'onda della luce visibile, in particolare la luce verde emessa dal ferro altamente ionizzato, surriscaldato dalla corona. Questa luce è la migliore per mostrare le sottili strutture nell'atmosfera esterna del Sole. Queste immagini sono complementari ai telescopi spaziali, come il Solar Dynamics Observatory della NASA, che acquisisce immagini principalmente alla luce ultravioletta e non ha la capacità per le immagini ad alta velocità che possono essere catturate a bordo del WB-57F.

Le osservazioni di Mercurio saranno effettuate anche mezz'ora prima e dopo la totalità, quando il cielo è ancora relativamente scuro. Queste immagini, preso nell'infrarosso, sarà il primo tentativo di mappare la variazione di temperatura sulla superficie del pianeta.

Mercurio ruota molto più lentamente della Terra:un giorno di Mercurial equivale a circa 59 giorni terrestri, quindi il lato notturno si raffredda a poche centinaia di gradi sotto lo zero mentre il lato diurno cuoce a una temperatura di 800 F. Le immagini mostreranno quanto velocemente la superficie si raffredda, permettendo agli scienziati di sapere di cosa è fatto il suolo e quanto è denso. Questi risultati forniranno agli scienziati informazioni su come potrebbero essersi formati Mercurio e altri pianeti rocciosi.

Le immagini della corona consentiranno inoltre al team di cercare un'ipotetica famiglia di asteroidi chiamati vulcanoidi. Si pensa che questi oggetti orbitino tra il Sole e Mercurio, e sono residui della formazione del sistema solare. Se scoperto, I vulcanoidi potrebbero cambiare ciò che gli scienziati capiscono sulla formazione dei pianeti.