يوفر كسوف الشمس اليوم فوق أمريكا الشمالية تجربة فريدة لملايين الأشخاص الذين يشاهدون السماء تظلم في منتصف النهار، تطل النجوم وتنخفض درجات الحرارة لبضع دقائق. لكنها أيضًا فرصة ذهبية للعلماء. في الواقع، ستستفيد العشرات من المجموعات البحثية من جميع أنحاء العالم من الكسوف الكلي للشمس لإجراء سلسلة من التجارب الميدانية الفريدة، مثل تأثير أشعة الشمس على الغلاف الجوي والكرة الأرضية وتأثير الكسوف نفسه على الحيوانات. لكن التجربة الأكبر والأكثر إثارة للاهتمام يقودها العالم الإسرائيلي الدكتور عمير كاسبي من معهد أبحاث ساوثويست في بولدر، كولورادو - الذي فاز بمنحة خاصة من وكالة ناسا لدراسة الهالة الشمسية من طائرة تزيد من ارتفاع الطيران.
يوضح الدكتور كاسبي: "تصعب دراسة الهالة الشمسية لأن سطح الشمس أكثر سطوعًا منها بحوالي مليون مرة". يمكن القيام بذلك باستخدام جهاز الكورونغراف الذي يضيف ضوء الشمس الساطع، ولكن يوجد له الكثير من العيوب. مثلا، حتى مع وجود الكورونغراف، يضطر الشخص إلى رؤية الهالة من خلال سماء زرقاء صافية. الاحتمال الآخر هو الذهاب إلى الفضاء، لكن بما أن وضع تلسكوب في الفضاء مكلف للغاية، فسيكون صغيرًا جدًا، بحيث يتوزع الكثير من الضوء حول العدسة. يمنحنا الكسوف الكلي للشمس أفضل فرصة للنظر إلى الهالة. القمر بعيد بما فيه الكفاية بحيث يكون ظل القمر حادًا جدًا - لا يوجد قدر كبير من الضوء يتدفق من خلاله كما هو الحال مع الهالة القريبة. بالإضافة إلى ذلك، فهو لا يُظلم قرص الشمس فحسب، بل السماء بأكملها. هذه ظروف خاصة تجعل من الممكن دراسة الشمس ليلاً."
مطاردة الكسوف بالطائرة
بشكل عام، هالة الشمس أكثر سخونة بملايين الدرجات من سطح الشمس، الذي تبلغ درجة حرارته "فقط" حوالي 6000 درجة مئوية. يعرف العلماء أن الطاقة تصل إلى الهالة من خلال المجال المغناطيسي للشمس، لكنهم لا يفهمون الآلية الفيزيائية وراء هذا الحمل الحراري. "كيف يمكن أن يصبح الجو أكثر سخونة عندما تبتعد عن مصدر الحرارة؟" يسأل الدكتور كاسبي. "سؤال آخر يتعلق بالرياح الشمسية. كيف يتم خلقها؟ نحن نعلم أن هناك جسيمات نشطة تنطلق من الهالة، لكننا لا نعرف بالضبط من أين تأتي وكيف تتسارع. من المحتمل أن تكون هاتان آليتان متشابهتان أو مرتبطتان ببعضهما البعض، ويسمح لنا الكسوف الكلي للشمس بالنظر إلى السطح قدر الإمكان ودراسة الفيزياء التي تخلق الرياح الشمسية وتسخن الهالة".
بعد إجراء تجربة مماثلة خلال كسوف الشمس الكلي لعام 2017، حصل الدكتور كاسبي هذه المرة أيضًا على منحة خاصة من وكالة ناسا لدراسة الهالة من طائرة معززة للطيران WB-57. وبما أن بخار الماء الموجود في الغلاف الجوي يمتص الأشعة تحت الحمراء، وفي الوقت نفسه يتوهج الغلاف الجوي نفسه بالأشعة تحت الحمراء، فإن طائرة ناسا ترفع طيراناً على ارتفاع يتراوح بين 15 و20 كيلومتراً فوق سطح البحر - أعلى بكثير من بخار الماء في الهواء. على هذا الارتفاع، ستقوم الطائرة بتصوير هالة الشمس بأربعة أطوال موجية: الضوء المرئي، والأشعة تحت الحمراء القصيرة، والأشعة تحت الحمراء القريبة، والأشعة تحت الحمراء المتوسطة. بالإضافة إلى ذلك، فإن سرعة الطائرة التي تبلغ حوالي 700 كيلومتر في الساعة ستسمح لها بـ "مطاردة" كسوف الشمس فوق المكسيك ومراقبة الهالة لفترة طويلة نسبيًا: ست دقائق ونصف.
"لا يوجد لدينا أي كاميرا واحدة تعمل بالأشعة تحت الحمراء لتصوير الشمس. لدينا تلسكوبات ويب وشبيتسر ، لكنها غير موجهة نحو الشمس. لبناء تلسكوب فضائي مخصص للشمس، يجب تبريده بشكل خاص حتى 100 درجة كلفن على الأقل". إنه لأمر مدهش للتفكير في ذلك، لكن تجربتنا في عام 2017 كانت المرة الثانية أو الثالثة في التاريخ التي قام فيها شخص ما بتصوير الشمس بالأشعة تحت الحمراء، في تلك التجربة، اكتشفنا بنيتين رئيسيتين في الهالة: نسبيًا سحب بلازما باردة، تبلغ درجة حرارتها حوالي 20 ألف درجة مئوية، والأمر الغريب هو أن هذه الفجوة لا تنعكس بدرجة حرارة السطوع، بمساعدة قياس الأطوال الموجية المجاورة، نأمل هذه المرة أن نفهم العملية الفيزيائية التي تسبب توهج الهالة بنفس القدر لكن في درجات حرارة مختلفة جدا."