Forskerne vil bruge kameraer, der er installeret på to af NASAs WB-57-forskningsstråler til at gøre bevægelige observationer i høj opløsning af solens korona - de æteriske strømme af glødende gas i solens yderste atmosfære, der kun bliver synlige under en solformørkelse.
Mens observatører på jorden vil opleve op til to og et halvt minut af totalitet (når månen fuldstændigt skjuler solen), blev det NASA-finansierede team ledet af Amir Caspi, en solastrofysiker ved Southwest Research Institute i Boulder, Colorado, vil bruge jetflyene til at strække totaliteten til mere end 7 minutter, hvilket giver hidtil usete observationer af solcoronaen.
Selv det at være passager på NASA-jetfly kræver særlig træning, så astrofysikerne ikke får flyve med instrumenterne. Men de vil holde styr på deres eksperiment gennem en live satellitfodring af billederne, når jetflyene jager månens skygge over Missouri, Illinois og Tennessee i højden af den samlede solformørkelse. Live-feedet bliver også gjort tilgængeligt for offentligheden online.
Månens skygge bevæger sig for hurtigt til, at selv jetflyene kan holde trit, så piloterne vil flyve i en omhyggeligt beregnet formation, der maksimerer totaliteten for totaliteten, med den anden jet, der samler jagten bare få sekunder før totaliteten for den første jet kommer til en ende, ifølge forskerne.
"Selvom de er 100 kilometer fra hinanden og flyver med cirka 750 kilometer i timen, bliver de nødt til at afbryde deres fly godt nok til at være inden for cirka 10 sekunder fra den position, de har brug for," fortalte Caspi til Live Science.
Varmere end solen
Billeder i høj opløsning, der er taget af jetflyene under formørkelsen, vil give forskerne en unik bevægende udsigt over solens korona. De håber, at det vil kaste lys over koronens største mysterium: Hvorfor er det så meget varmere end solens overflade?
"Solcorona er ved en temperatur på millioner af grader, og den synlige overflade af solen - fotosfæren - er kun et par tusinde grader," sagde Caspi. "Denne slags temperaturinversion er usædvanlig. Hvis termodynamik fungerede i den klassiske forstand, som vi er vant til, ville du ikke få denne slags inversion, og temperaturen ville falde, når du går højere."
Caspi og hans kolleger håber, at deres observationer afslører meget fine dynamiske træk i solcoronaen, måske i form af krusninger eller bølger, der kunne afsløre processer i solens magnetfelt, der menes at holde den tynde korona så meget varmere end solen overflade.
Et andet hovedmål er at søge efter en forklaring på de store synlige strukturer i koronaen, sagde Caspi.
"Når du ser på koronaen, ser du disse meget velstrukturerede løkker, arkader, fans og streamere," sagde han. "Sagen er, at de er meget glatte og velorganiserede, og det ser ud som et frisk kæmmet hårhår."
Men de magnetiske felter, der former koronaen, har sin oprindelse i den meget kaotiske overflade af solen, som man kunne forvente at snyde de glatte strukturer i koronaen til en sammenfiltret mått, sagde Caspi.
Men, "alle disse strukturer forbliver stabile og meget velorganiserede, og derfor frigiver corona konstant små kompleksitetsstykker for at forblive så godt organiseret," sagde han, "og vi forstår heller ikke, hvordan denne proces sker. "
Udsigt i højde
Caspi forklarede, at det at observere en solformørkelse fra en højde af 50.000 fod (15.200 m) har mange fordele frem for observationer fra jorden.
NASA-jetflyene vil flyve godt over alle skyer og det meste af atmosfæren, der omslutter jorden, hvilket garanterer perfekt vejr på et tidspunkt af året, når formørkelse-seere på jorden kan forvente omkring 50 procent skydække, sagde han.
Den tynde atmosfære og solens og månens placering næsten direkte overhead reducerer forvrængning til et minimum, hvilket tillader teleskoper og kameraer ombord på flyet at registrere meget fine detaljer i strukturen af solens korona, sagde han.
"Vi får grundlæggende bedre følsomhed i enhver henseende," sagde Caspi. "Vi får bedre billedkvalitet, vi får længere observationstid, vi får mindre spredt lys - så vi har højere følsomhed over for alle de ting, som vi prøver på at se på så mange forskellige måder."
NASAs WB-57-forskningsstråler startede i 1960'erne som B-57 Canberra-bombefly. Flyene blev derefter tilpasset af den amerikanske luftvåben til vejrovervågning og blev brugt til at indsamle luftprøver med høj atmosfære efter mistanke om nukleare prøver, ifølge NASA.
Dyserne er siden blevet genopbygget og eftermonteret med en pakke sofistikerede instrumenter og sensorer, herunder stabiliserede højopløsnings-kameraer i næsen på flyet, der kan registrere synligt lys og infrarødt lys med 30 billeder i sekundet.
Caspi sagde, at kamerasystemet blev udviklet af NASA til at overvåge rumfærger under genindrejse til atmosfæren, som en forholdsregel i kølvandet på rumfærgen Colombia-katastrofen i 1986.
Den 21. august samlede solformørkelse vil være første gang, at NASA-jetflyene og dens kameraer er blevet brugt til astronomi, sagde Caspi.
"Så bortset fra blot at være et virkelig fantastisk stykke videnskab, håber vi, at dette eksperiment viser den ydelse og potentiale, som denne platform har for fremtidige astronomiske observationer," tilføjede han.
Nærmeste stjerne
Caspi sagde, at de kommende observationer har potentialet til at kaste lys over nogle af de vedvarende mysterier om vores nærmeste stjerne, og give astrofysikere en bedre forståelse af, hvordan vores solsystem blev dannet. Forskningen kunne endda tilbyde forskere et glimt af, hvordan andre planetsystemer dannes omkring fjerne stjerner.
”Solsystemudviklingen er delvis drevet af disse vinde, der kommer ud af stjernen, og de blæser meget af støvet væk fra det indre solsystem, og det er derfor en af grundene til, at klippeplaneter formes tæt på, og gasgiganter har tendens til at form længere væk, ”sagde Caspi.
Formørkelsesflyvningerne vil også give en sjælden mulighed for forskere at observere planeten Merkur med teleskoper og kameraer på jetflyene, sagde Caspi. De vil også have mulighed for at se efter de undvigende vulkaniske asteroider, der er teoretiseret om at eksistere mellem Merkur og solen.
Caspi forklarede, at jet-kameraerne ville have til formål at observere vores solsystemets inderste planet, som vil blive synlig i den mørklagte himmel under formørkelsen, cirka en halv time før og en halv time efter totaliteten.
Højopløsningsbilleder af Merkur taget under infrarødt lys ville lade planetariske videnskabsmænd studere planets overflade omkring daggryterminatoren, hvor Mercurys frysekolde aften giver plads til sin brændende varme dag for at lære mere om det materiale, der udgør overflade.
"Dagsiden af Mercury stege-varm ved 400 grader F (400 grader C), og nattesiden er iskaldt ved minus 250 grader F (minus 156 grader C), men hvad vi ikke ved, er hvor længe det tager at gå fra varmt til koldt. "
Ved at bruge infrarødt lys vil forskerne være i stand til at måle egenskaberne i planetens jord, ikke kun ved overfladen, men endda et par centimeter under overfladen, hvilket kan hjælpe forskere med at finde ud af, hvad den er lavet af, og hvor tæt den er , han tilføjede.
"Disse observationer er de første af deres art, som vi kender til, for at prøve at lave et infrarødt varmekort over Merkur," sagde Caspi.
