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2024-03-29 13:20

科学家们希望从美国的日全食中学到什么

What Scientists Hope To Learn From Total Solar Eclipse In US

NASA是为日食做好准备的机构之一(代表性)

当罕见的日全食于4月8日席卷北美时,科学家们将能够收集到从太阳大气到奇怪动物行为甚至可能对人类产生影响的一切宝贵数据。

日全食发生时,太阳正处于11年太阳活动周期的高峰期,这将为壮观的日冕景象提供舞台:日冕将从月球的轮廓沿着日全食的路径发出壮观的光芒,日全食是一条从墨西哥经美延伸到加拿大的走廊。

美国宇航局副局长帕姆·梅尔罗伊在本周的新闻发布会上就这一天文事件表示,日全食提供了“令人难以置信的科学机会”。

美国航天局是为日食做好准备的机构之一,计划发射所谓的“探空火箭”来研究日食对地球高层大气的影响。

下面是研究人员希望从即将到来的日食中学到的东西:

太阳的大气层

梅尔罗伊周二说,当月球直接从太阳前面经过并挡住太阳时,太阳大气层的最外层,即日冕,将“以一种非常特殊的方式”可见。

“日冕正在发生的事情我们并不完全了解,”她说。

日冕内的热量随着距离太阳表面的距离而增强——这是一种违反直觉的现象,科学家们很难完全理解或解释。

太阳耀斑,一种能量的突然爆炸,向太空释放辐射,发生在日冕上,太阳日珥也发生在日冕上,太阳日珥是太阳表面形成的巨大等离子体。

密歇根州立大学艾布拉姆斯天文馆馆长香农·施莫尔(Shannon Schmoll)说,在日食期间,日冕的最底部——很多这种活动发生的地方——比使用专门的仪器挡住太阳的中心部分时更清晰可见,这为研究提供了一个绝佳的机会。

研究人员对太阳正接近其11年周期的顶峰感到特别兴奋。

梅尔罗伊说:“我们看到令人惊奇的东西的可能性非常高。”

地球的大气层

这次日全食还将为科学家们提供一个研究地球上层大气电离层变化的机会,电离层很重要,因为它会影响用于通信和导航的无线电波。

“这一层的扰动可能会导致GPS和通信问题,”美国宇航局总部日食项目经理凯利·科雷克说。

电离层是地球大气与空间的交汇处,它受到太阳的影响,太阳在白天给那里的粒子充电。

美国宇航局的三枚探空火箭将在日食之前、期间和之后从弗吉尼亚州发射,以测量这些变化。

日食引起的日照大幅减少——比简单的日落更快、更局部——应该让研究人员更多地了解光是如何影响电离层的,这样他们就能更好地预测潜在的问题中断。

动物的行为

在日食期间,人们发现了令人吃惊的动物行为:长颈鹿可以疾驰,而公鸡和蟋蟀可以开始啼叫和啁啾。

除了阳光的减少,温度和风——动物对这些条件很敏感——也会在日食期间显著下降。

纽约州康奈尔大学鸟类学研究员安德鲁·法恩斯沃思(Andrew Farnsworth)利用气象监测雷达探测飞行中的鸟类,研究日食对鸟类的影响。

法恩斯沃思告诉记者,在2017年8月从美国观测到的最后一次日全食期间,科学家们观察到“飞来飞去的动物数量减少了”。

这位专家说,2017年的日食扰乱了昆虫和鸟类的日常活动,但并没有引发鸟类迁徙或蝙蝠出现等通常的动物夜间行为。

这一次,考虑到它是在4月,鸟类可能更倾向于在日食期间迁徙,他说。

法恩斯沃思说:“这些模式对于理解动物感知世界的方式非常重要。”

人类不知道

“日食有一种特殊的力量。它们让人们对我们的宇宙之美产生一种敬畏之情,”美国宇航局局长比尔·纳尔逊告诉记者。

研究人员在2017年研究了这种敬畏感,使用了来自近300万Twitter用户(现在称为X)的数据。

加州大学欧文分校的心理学教授保罗·皮夫说,那些所谓的“整体之路”的人倾向于使用代词“我们”(而不是“我”),并表达对他人的关心。

“我们发现,带来敬畏的经历……似乎能协调人们,把我们彼此联系起来,把我们和比我们更大的实体联系起来,”皮夫说。

今年,他计划研究这种经历是否会对社会的政治分裂产生影响。

公民科学家

大约有40个公民科学项目计划围绕日食进行,从使用手机应用程序记录温度和云层覆盖到记录日食期间的环境噪音。

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尼尔森说:“我们鼓励你帮助美国宇航局观察你周围的景象和声音。”