借百年一遇日全食,来一次科学探索之旅

收集地球大气数据、模拟火星条件研究细菌……

2017年08月03日08:36  来源:科技日报
 
原标题:借百年一遇日全食,来一次科学探索之旅

科学家将利用升到3万米高空的气球拍摄日全食。图片来自网络

8月21日,美国将出现近一个世纪以来首次发生的、跨越全境的日全食现象。届时,从东海岸到西海岸的14个州,都能在当天体验到两分钟的完全黑暗。

日全食发生时,月亮会经过太阳和地球之间,将投射到地球的阳光完全遮挡。天文爱好者可以使用专用太阳镜等设备,欣赏到平时隐身着的日冕(地球最上端的大气层)和其他星体。整个日全食景观将在美国停留长达两个多小时,由于美国是体验这次日全食的唯一国家,国际天文爱好者或将蜂拥而至,围观这一难得一见的天文事件。

据物理学家组织网7月31日报道,美国科学家将利用这次最容易观测的日全食机会,带领民众开展一次别开生面的科学之旅。美国国家航空航天局(NASA)将利用国际空间站、各种宇宙飞船以及从50多个地方升起到3万米高空的气球,从太空、空中以及地面选取多个有利地点,拍摄日全食视频,并通过电视现场直播。

50多个气球联动

收集大气平流层数据

日全食为科学家研究太阳、月亮、其他星系以及星系间全食现象提供了宝贵的机会。虽然此次日全食只有短短几个小时,NASA已经提前布局,发起多项城市科学项目,吸引天文爱好者参与,为研究月球特性、太阳活动、太阳大气以及系外星球提供尽可能多的数据。

蒙大拿州立大学太阳物理学家安吉拉·雅尔丁发起了一项名为“日全食气球计划”的实验项目,来自大学、研究所和中学等的55个团队参与。该项目将把数十个装载着摄像机和传感器的气球,放飞到类似火星表面极端环境的3万米高空。

实验团队将利用这些到达地球平流层的气球,在日全食出现的沿途,从接近太空的高度清晰拍摄日全食的视频和图片,并从被月亮完全遮挡的日冕中收集地球大气变化的数据,构建研究地球大气的新模型。“通过高空气球观看太空中的日全食黑暗景观,感觉就像置身于国际空间站。”雅尔丁说。

完成太空生物实验

研究细菌在火星生存能力

“日全食气球计划”的另一个重要目的是,帮助NASA阿姆斯研究中心微生物学家大卫·斯密斯联合喷气推进实验室和康奈尔大学的同行,一起完成太空生物实验。在日全食发生时,高空气球所处的环境类似火星表面的极端条件,可以测试细菌等生物在这种模拟火星环境下能否继续生存。气球上携带的超薄超轻铝制长条,其上覆盖的薄膜孔内装填有一种对环境和人体无害的细菌——类芽孢杆菌,这种细菌能在高温和超级干旱等极端环境下生存,非常适合这次太空生物实验。

斯密斯介绍说,共有34个团队会放飞携带这种细菌的气球,这些团队在气球上安装了不同的传感器,可以测量温度、湿度以及紫外线辐射等重要参数在日全食前后的变化。等气球降落地面后,研究人员会测算细菌存活率,评估细菌对各种条件的耐受力。“之前的研究只能在地球上模拟火星条件,但臭氧层挡住了紫外线,使模拟条件无法接近火星表面,而这次日全食在地球大气层创造的严苛条件,提供了最佳研究机会。”

六大科研项目

让业余爱好者参与

在NASA官网“日全食”专题下,有个“市民科学”主题,NASA公布了业余爱好者和公众都能参与的6大科研项目。

其中加州科学院开展的“生命反应”(Life Responds)项目,呼吁所有感兴趣的人参与,研究日全食期间动植物的行为变化,如鸟的睡眠、猫狗的困惑。该项目将利用这次机会,为动植物的各方面行为变化提供具有科学价值的观测数据。

美国国家太阳天文台开展的“市民大陆望远镜日全食”(Citizen CATE)项目,发动美国60多台望远镜项目互动,利用其上安装的数字相机,拍摄日冕现象的图片。届时将各处近90分钟的日冕场景剪接在一起,NASA有望首次“洞察”到日冕内部的电离层动力学秘密。(记者 聂翠蓉)

(责编:赵佳(实习生)、熊旭)

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