تتسلل الجرأة إلى الداخل. تتغير الألوان وتزداد حدة الظلال. الدقائق الأخيرة قبل الخسوف الكلي يقول عالم الفلك جاي باساتشوف إن الشمس تؤدي إلى رد فعل بدائي.
يقول باساتشوف:"أنت لا تعرف ما الذي يحدث". "لكنك تعلم أن هناك خطأ ما."
سيواجه ملايين الأشخاص رد الفعل هذا في 21 أغسطس 2017. وذلك عندما يكتسح خسوف كلي للشمس جميع أنحاء الولايات المتحدة القارية. سيكون هذا أول كسوف يخطف الأنفاس في البلاد منذ عام 1979. وسيكون الأول منذ عام 1918 الذي يحقق انقطاعًا كليًا ، وإن كان مؤقتًا ، من الساحل إلى الساحل. سيبلغ عرضه حوالي 120 كيلومترًا (75 ميلاً). تم إنشاؤه بواسطة ظل القمر ، وهذا ما يسمى الكلية ستمر عبر 12 ولاية ، من أوريغون إلى ساوث كارولينا.
كان الباحثون والجمهور على حد سواء يستعدون لتحقيق أقصى استفادة من هذا المشهد النادر. بعد كل شيء ، لن تحصل المجتمعات الأمريكية على فرصة أخرى حتى عام 2024.
القصة تستمر أسفل الخريطة.
سر الخسوف
يحدث كسوف الشمس عندما يمر القمر بين الشمس وكوكبنا ، ويلقي بظلاله على الأرض. بالنسبة لشخص جالس على الأرض يشاهد الكسوف (مع نوع من حماية العين) ، يبدو أن القمر يكاد يحجب الشمس. يحدث كسوف كلي للشمس مرة واحدة كل 18 شهرًا.
سيسافر عشاق الكسوف من جميع أنحاء العالم لتجربة ما يقرب من ثلاث دقائق من شفق منتصف النهار وإلقاء نظرة على هالة الشمس (كوه روه ناه). الطبقة الخارجية للشمس ، وهي عبارة عن غاز مؤين شديد الحرارة أو بلازما. أثناء الكسوف الكلي ، هذه الهالة من الضوء التي نادرًا ما تُرى ستؤطر الشمس المعتمة.
يقول باساتشوف عن ويليامز كوليدج في ويليامزتاون بولاية ماساتشوستس:"يبتهج الناس ويبكي الناس" عند رؤيته ، وعليه أن يعرف ذلك. لقد شهد بالفعل 33 خسوفًا كليًا للشمس و 30 خسوفًا جزئيًا.
غالبًا ما يضطر الأشخاص مثله إلى السفر إلى أقاصي الأرض لتجربة الكسوف. وذلك لأن الكسوف الذي يمر فوق أجزاء مكتظة بالسكان من الكوكب نادر إلى حد ما. هذا ما يفسر سبب تميز حدث 2017. سيتمكن الملايين من تجربته بشكل مباشر ، غالبًا دون مغادرة المنزل.
بالنسبة للعلماء ، يقدم الكسوف أكثر من تجربة مثيرة للاهتمام. حان الوقت لدراسة الاكليل . على الرغم من أن بعضًا منها يكون مرئيًا طوال الوقت لعدد قليل من التلسكوبات في الفضاء ، إلا أن المنطقة التي يلتقي فيها الإكليل بالسطح محجوبة بكثافة الشمس. يوضح باساتشوف:"في أيام الخسوف فقط يمكننا تكوين منظر كامل للشمس". بالنسبة للباحثين ، فإن كسوف 2017 هو فرصة أخرى لربط ما يرونه على سطح الشمس بما يحدث في المناطق الخارجية لإكليلها.
يتعلق أحد الألغاز الدائمة بدرجات حرارة الشمس. سطح الشمس معتدل نسبيًا 5500 درجة مئوية (ما يقرب من 10000 درجة فهرنهايت). لكن الهالة أعلى بملايين الدرجات. لا يزال العلماء غير متأكدين حقًا من السبب. يقول بول بريانز:"هناك إجماع على أن المجال المغناطيسي للشمس هو المسؤول". ويضيف:"لكن ليس من الواضح كيف". يعمل بريانز كفيزيائي شمسي في المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي في بولدر ، كولورادو.
المجال المغناطيسي في الهالة ضعيف للغاية بحيث لا يمكن دراسته مباشرة. بدلاً من ذلك ، يأمل الباحثون يومًا ما في قياس تأثير المغناطيسية على أطوال موجية معينة من ضوء الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الهالة. يقود بريانز فريقًا سيوجه جهازًا يسمى مقياس الطيف (Spek-TROM-eh-tur) عند الشمس أثناء الكسوف لاكتشاف هذا الضوء.
يقول بريانز ، الذي سيكون كسوف 2017 هو الأول بالنسبة له:"تتمثل الخطة في وضعنا في الجزء الخلفي من مقطورة ، والقيادة شمالًا إلى وايومنغ والجلوس والتحديق في الشمس". "يقول لي الناس باستمرار إنه أمر فظيع لأنني سأكون عالقًا في الجزء الخلفي من المقطع الدعائي."
كيفية مشاهدة كسوف الشمس بأمان
ستختبر هذه التجربة ما إذا كانت الإكليل تُصدر الضوء عند الأطوال الموجية المتوقعة ، وإذا كان الأمر كذلك ، فما مدى سطوعها. (سيتعين على العلماء الانتظار للحصول على أدوات محسنة وخسوفًا آخر ليروا كيف يتم تشويه هذه الأطوال الموجية بواسطة المجال المغناطيسي.) يقول بريانز إن إحدى مزايا المرصد المتنقل هي أنه يمكن للفريق الاطلاع على تنبؤات الطقس في اليوم السابق و القيادة إلى السماء الصافية.
خيار آخر هو توجيه مطياف الأشعة تحت الحمراء من نافذة طائرة جلف ستريم V. يمكن للباحثين بعد ذلك الإبحار على ارتفاع حوالي 15 كيلومترًا (9 أميال) على طول مسار الكسوف وإجراء القياسات. هذا ما ستفعله جينا سمرة. هي طالبة دراسات عليا في الفيزياء بجامعة هارفارد في كامبريدج ، ماساتشوستس. بصرف النظر عن الابتعاد عن اقتحام الطقس ، سيرتفع التلسكوب الطائر فوق الكثير من بخار الماء الموجود على الأرض ، والذي يمتص الكثير من ضوء الشمس تحت الأحمر.
سوف يتسابق ظل القمر عبر البلاد بسرعة حوالي 2700 كيلومتر (1700 ميل) في الساعة. فقط أسرع الطائرات العسكرية في العالم هي القادرة على الطيران بهذه السرعة. تقول سمرة:"لن نتمكن من مواكبة ذلك". ستصطدم الطائرة التي يستخدمها فريقها بالظل في جنوب غرب كنتاكي. تقول:"سنتمكن من البقاء لمدة أربع دقائق". هذه المدة أطول بأكثر من دقيقة مقارنة بأي شخص عالق على الأرض.
عرض الكسوف
بالنسبة للمراقبين على الأرض ، لمس الكسوف لأول مرة تربة الولايات المتحدة في الساعة 10:16 صباحًا بتوقيت المحيط الهادئ بالقرب من خليج ديبو في أوريغون. سوف يتحرك الظل عبر خمس عواصم ولايات - سالم ، أوريغون ؛ لينكولن ، نب. جيفرسون سيتي ، ميزوري ؛ ناشفيل ، تين ؛ وكولومبيا ، S. بقعة في غابة شاوني الوطنية (جنوب شرق كاربونديل ، إلينوي) لها شرف أطول وقت في الظلام:حوالي دقيقتين و 42 ثانية. كيب آيلاند ، ساوث كارولينا ، هي المحطة النهائية للظل. سيغادر الظل القارة حوالي الساعة 2:49 مساءً. التوقيت الشرقي ، بعد حوالي ساعة ونصف من دخوله ولاية أوريغون.
استنادًا إلى الأنماط المناخية النموذجية في أواخر أغسطس ، يتمتع الطقس بفرصة أفضل للتعاون في النصف الغربي من مسار الكسوف ، من ولاية أوريغون إلى غرب نبراسكا. هذا هو السبب في أن باساتشوف سينشأ في سالم ، أور. لن يبحث عن ضوء الأشعة تحت الحمراء بعيد المنال. وبدلاً من ذلك ، سوف يلتقط صوراً سريعة النيران لحلقات البلازما التي تنطلق من الشمس. لفترة وجيزة ، سوف يختلسون النظر من وراء القمر.
هذه الحلقات عبارة عن ملفات من الغاز المتأين محاصرة في المجالات المغناطيسية المتصاعدة. إحدى الأفكار التي تفسر سبب سخونة الهالة هي أن هذه الحلقات تهتز ببراعة. يُعتقد أن هذا يثير البلازما المحيطة ويسخن الهالة. من خلال البحث عن التذبذبات على طول الحلقات ، سيرى فريق باساتشوف ما إذا كانت هذه الفرضية صحيحة.
لن تكون الشمس هي الشيء الوحيد الذي يتم فحصه أثناء الكسوف. سيراقب بعض الباحثين الغلاف الجوي للأرض ليروا كيف يستجيب لفقد مفاجئ لضوء الشمس. أنجيلا دي جاردينز عالمة في الفيزياء الشمسية بجامعة ولاية مونتانا في بوزمان. وهي تقود المشروع الوطني الكسوف بالونينغ. سيطلق علماءها أكثر من 100 بالون جوي في أوقات مختلفة على طول مسار الكلية. ستقيس هذه البالونات التغيرات في أشياء مثل درجة الحرارة وسرعة الرياح.
بالنسبة لأولئك الذين لا يستطيعون الوصول إلى مسار الكسوف ، أو الذين يعلقون تحت السماء الملبدة بالغيوم ، سيقدم مشروع التضخيم تغذية حية من موقع متميز لا مثيل له. سترتفع هذه المناطيد على ارتفاع 30 كيلومترًا (18 ميلاً) فوق سطح الأرض. سيطلق أكثر من 50 فريقًا من طلاب المدارس الثانوية والكليات كاميرات على بالونات إضافية من 30 موقعًا على طول مسار الكسوف. سيتم نقل الفيديو والصور فور التقاطها. يمكن الوصول إليها عبر موقع على شبكة الإنترنت.
من ارتفاع 30 كيلومترًا ، "يمكنك حقًا رؤية انحناء الأرض وسواد الفضاء" ، كما يقول ديس جاردينز. "رؤية ظل القمر يأتي عبر الأرض يمنحك منظورًا رائعًا لما يحدث".
