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Percepções do Eclipse Solar Total de 2017

O eclipse de 2017 trouxe dados importantes sobre a corona solar.

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Em 21 de agosto de 2017, um eclipse solar total deu uma chance única de estudar a coroa solar, a camada externa da atmosfera do Sol. Durante o eclipse, os cientistas usaram uma ferramenta especial chamada espectrômetro de imagem multiplexado parcial em três canais (3PAMIS) pra observar emissões de luz específicas de íons de ferro presentes na coroa.

O Que é a Coroa Solar?

A coroa solar é a atmosfera externa do Sol, que geralmente não é visível por causa do brilho do próprio Sol. Durante um eclipse solar total, a Lua bloqueia a luz do Sol, permitindo que os cientistas observem a coroa fraca. A temperatura da coroa solar é extremamente alta, chegando a milhões de graus. Essa temperatura alta é crucial pra entender vários fenômenos solares, incluindo vento solar e explosões solares.

As Observações

Durante o eclipse, o instrumento 3PAMIS mediu emissões de luz específicas de íons de ferro, particularmente Fe x a 637,4 nanômetros e Fe xiv a 530,3 nanômetros. Essas emissões vêm de diferentes temperaturas eletrônicas. O instrumento escaneou a coroa na direção norte-sul, começando pela parte central do Sol e se estendendo pra fora.

Principais Descobertas

  1. Larguras de Linha e Deslocamentos Doppler: Os cientistas perceberam que as larguras das emissões de luz variavam em diferentes áreas da coroa. Em regiões ativas e fluxos, as larguras da linha Fe xiv permaneciam relativamente constantes. Em contrapartida, as larguras da linha Fe x eram mais largas em campos abertos e aumentavam com a altura, especialmente em buracos coronais polares.

  2. Mecanismos de Aquecimento: As diferenças nas larguras das linhas sugerem diferentes métodos de aquecimento em várias estruturas coronais. Campos magnéticos abertos provavelmente experimentam aquecimento por ondas, enquanto estruturas fechadas podem passar por aquecimento localizado.

  3. Espectroscopia do Eclipse: O eclipse solar total permitiu observações em alta altitude com mínima interferência de outras fontes de luz. Isso melhorou a precisão das medições em relação às larguras das linhas e deslocamentos Doppler.

Importância da Observação Solar

As observações solares durante eclipses são cruciais pra entender estruturas e processos solares. As observações revelaram interações complexas que ocorrem dentro da coroa. Eclipses solares totais oferecem uma oportunidade única de coletar dados sem a interferência da luz do sol, tornando-os valiosos pra estudo científico.

Contexto Histórico

Antes do eclipse de 2017, houve observações de eclipses anteriores que levaram a descobertas significativas sobre a coroa solar. Por exemplo, a identificação da linha verde no espectro durante eclipses passados ajudou os cientistas a determinar temperaturas eletrônicas na coroa.

Pesquisa Atual

A pesquisa continua a explorar as propriedades da coroa solar. Os dados coletados durante o eclipse de 2017 contribuem pra um entendimento maior de como o vento solar é acelerado e como várias estruturas na coroa se comportam.

O Papel da Espectroscopia

A espectroscopia é uma técnica usada pra analisar a luz emitida por elementos. Neste estudo, a espectroscopia ajudou a analisar as linhas de emissão de ferro e tirar conclusões sobre a temperatura e densidade da coroa solar. Essa técnica permite que os cientistas inferem propriedades como temperatura eletrônica e composição química.

Desafios nas Observações

Apesar das vantagens, as observações solares durante um eclipse solar total têm seus desafios. A precisão das medições pode ser influenciada por vários fatores, como a configuração do instrumento, condições ambientais e a complexidade das estruturas solares.

Dados Complementares

Pra apoiar as descobertas das observações do 3PAMIS, os cientistas compararam os dados com outras fontes, incluindo a sonda Hinode que mede emissões de ultravioleta extremo. Essa comparação fortalece as conclusões tiradas sobre o ambiente solar.

Perspectivas Futuras

O próximo eclipse solar total vai oferecer mais uma chance de observar a coroa do sol e coletar mais dados. Avanços em tecnologia e instrumentos vão aprimorar ainda mais as medições, ajudando os cientistas a desvendarem os mistérios da dinâmica solar.

Conclusão

As observações feitas durante o eclipse solar total de 2017 deram uma visão significativa sobre a coroa solar. Os dados coletados sobre larguras de linhas e deslocamentos Doppler melhoram nosso entendimento dos processos complexos que ocorrem na atmosfera solar. A pesquisa contínua e futuras observações de eclipses vão avançar ainda mais nosso conhecimento sobre o Sol e sua influência no clima espacial.

Fonte original

Título: Spectroscopic Observations of the Solar Corona during the 2017 August 21 Total Solar Eclipse: Comparison of Spectral Line Widths and Doppler Shifts Between Open and Closed Magnetic Structures

Resumo: The spectroscopic observations presented here were acquired during the 2017 August 21 total solar eclipse with a three-channel partially multiplexed imaging spectrometer (3PAMIS) operating at extremely high orders ($>$ 50). The 4 $R_\odot$ extent of the slit in the North-South direction scanned the corona starting from the central meridian out to approximately 1.0 $R_\odot$ off the east limb throughout totality. The line widths and Doppler shifts of the Fe X (637.4 nm) and Fe XIV (530.3 nm) emission lines, characteristic of $1.1 \times 10^6$ K and $1.8 \times 10^6$ K electron temperatures respectively, varied across the different coronal structures intercepted by the slit. Fe XIV was the dominant emission in the closed fields of an active region and the base of a streamer, with relatively constant 20 - 30 km s$^{-1}$ line widths independent of the height. In contrast, Fe X emission exhibited broader ($>40 $km s$^{-1}$) line widths in open fields which increased with height, in particular in the polar coronal hole. Inferences of line widths and Doppler shifts were consistent with extreme ultraviolet (EUV) observations from Hinode/EIS, as well as with the near-infrared Fe XIII 1074 nm line observed by CoMP. The differences in the spectral line widths between distinct coronal structures are interpreted as an indication of the predominance of wave heating in open structures versus localized heating in closed structures. This study underscores the unparalleled advantages and the enormous potential of TSE spectroscopy in measuring line widths simultaneously in open and closed fields at high altitudes, with minimal exposure times, stray light levels, and instrumental widths.

Autores: Yingjie Zhu, Shadia R. Habbal, Adalbert Ding, Bryan Yamashiro, Enrico Landi, Benjamin Boe, Sage Constantinou, Michael Nassir

Última atualização: 2024-03-15 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2403.10363

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2403.10363

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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