สเปกโตรมิเตอร์ออกแบบมาเพื่อวัดความเร็ว อุณหภูมิ และอื่นๆ เพื่อใช้ในช่วงสุริยุปราคาในเดือนสิงหาคมเป็นครั้งแรกที่นักวิจัยได้ดูพัสดุที่มีความเร็วพลาสมาที่ค่อนข้างเย็นซึ่งอยู่ห่างจากพื้นผิวของดวงอาทิตย์และออกไปในอวกาศ ขณะที่ถูกรังไหมในเปลวไฟล้านองศา
Shadia Habbal จากมหาวิทยาลัยฮาวายในโฮโนลูลูและเพื่อนร่วมงานใช้สเปกโตรมิเตอร์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อสังเกตการปะทุจาก Svalbard ประเทศนอร์เวย์ในช่วงสุริยุปราคาเดือนมีนาคม 2015 ผลลัพธ์ที่เผยแพร่ทางออนไลน์ในวันที่ 9 มิถุนายนในAstrophysical Journal Lettersประกอบด้วยการวัดความเร็ว อุณหภูมิ และองค์ประกอบของเส้นใยของวัสดุสุริยะที่ไหลออกจากดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นคุณสมบัติ 3 อย่างที่ไม่เคยวัดพร้อมกันมาก่อน
ข้อมูลนี้เป็นหลักฐานโดยตรงครั้งแรกของวัสดุสุริยะที่เย็นกว่าภายในการปะทุ
และทำแผนที่ความเร็วและวิถีของมัน Enrico Landi จากมหาวิทยาลัยมิชิแกนใน Ann Arbor กล่าว “ไม่มีเครื่องมือใดที่สามารถได้รับข้อมูลเหล่านี้ได้”
พื้นผิวของดวงอาทิตย์เป็นมวลที่ลุกลามของก๊าซไอออไนซ์ร้อนหรือพลาสมา ซึ่งมีอุณหภูมิประมาณ 6,000 องศาเซลเซียส แต่โคโรนา ซึ่งเป็นชั้นบรรยากาศที่โปร่งและเป็นรัศมีที่มองเห็นได้ในช่วงสุริยุปราคา นั้นได้รับความร้อนสูงยิ่งยวดถึงระดับหลายล้านองศา นักวิทยาศาสตร์ยังไม่แน่ใจว่าอากาศร้อนขนาดนี้ได้อย่างไร
บ่อยครั้ง ฟองสบู่ร้อนขนาดใหญ่ของโคโรนัลพลาสมาดูเหมือนจะระเบิดออกจากพื้นผิวของดวงอาทิตย์ในการปะทุที่เรียกว่าการพุ่งออกมาของมวลโคโรนัลหรือ CME การดีดออกเหล่านี้จะส่งอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าพุ่งทะยานสู่อวกาศด้วยความเร็วหลายล้านไมล์ต่อชั่วโมง เมื่อเล็งมาที่โลก อนุภาคเหล่านั้นสามารถทำลายดาวเทียมและทำลายระบบพลังงาน ( SN Online: 4/9/12 ) ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงต้องการทำความเข้าใจ CME เพื่อคาดการณ์ได้ดียิ่งขึ้น
ปัญหาคือ เป็นการยากที่จะดู CME ที่ใกล้เคียงกับต้นกำเนิดของพวกเขา ยานอวกาศดูดวงอาทิตย์ปิดกั้นแสงส่วนใหญ่ของดวงอาทิตย์ด้วยโล่เพื่อหลีกเลี่ยงการทำให้กล้องมืดลง นั่นทำให้ยานอวกาศสามารถมองเห็นโคโรนาที่ส่องแสงระยิบระยับได้อย่างต่อเนื่อง แต่จะซ่อนพื้นผิวของดวงอาทิตย์ไว้
เมื่อวันที่ 20 มีนาคม 2558 สุริยุปราคาเต็มดวงเหนือสฟาลบาร์ทำให้ทีมของ Habbal มองเห็นบรรยากาศสุริยะทั้งหมดได้ยาก เนื่องจากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ปรากฏบนท้องฟ้าขนาดเกือบเท่ากัน “คุณสามารถเห็นสิ่งต่าง ๆ ได้จากพื้นผิวสุริยะไปจนถึงรัศมีสุริยะหลายดวง” เธอกล่าว
ทีมงานของเธอได้นำสเปกโตรมิเตอร์ที่สร้างขึ้นมาโดยเฉพาะขนาดเท่ากระเป๋าถือขึ้นเครื่องที่สายการบินอนุมัติ ซึ่งออกแบบโดยผู้เขียนร่วม Adalbert Ding แห่งมหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งเบอร์ลิน สเปกโตรมิเตอร์มีความไวต่อความยาวคลื่นของแสงที่ปล่อยออกมาจากอะตอมของเหล็กที่สูญเสียอิเล็กตรอนไปทั้งหมด 11 หรือ 14 ตัว นักวิจัยสามารถใช้ไอออนของเหล็กเหล่านั้นในวัสดุสุริยะเพื่อติดตามอุณหภูมิ: ยิ่งพลาสมาสุริยะยิ่งร้อน ธาตุเหล็กก็ยิ่งสูญเสียอิเล็กตรอนมากขึ้น
ตามที่คาดไว้ อุณหภูมิโคโรนาเพิ่มขึ้นเป็น 2 ล้านองศาเซลเซียส
แต่ทีมงานยังเห็นหยดที่เย็นกว่าบางก้อนที่อุณหภูมิเพียง 20,000 องศาเซลเซียส แทนที่จะสูญเสียอิเล็กตรอนไปกับความร้อนและกลายเป็นไอออไนซ์ หยดเหล่านี้จะคงความเย็นไว้ Habbal คิดว่าสิ่งเหล่านี้เป็นนิ้วของพลาสม่าที่สว่างซึ่งเรียกว่า prominences ซึ่งก่อนหน้านี้เคยสังเกตเห็นว่ายื่นออกมาจากดวงอาทิตย์ก่อน CME
“ถ้าคุณมีก้อนน้ำแข็งในอ่างน้ำร้อน มันจะละลายและระเหยออกไป” Habbal กล่าว “ที่นี่คุณมีกลุ่มของวัสดุเย็นที่ห่อหุ้มด้วยวัสดุที่ร้อนจัด คุณคาดหวังว่าพวกมันจะแตกตัวเป็นไอออน แต่ก็ไม่ได้” โดยการวัดการเปลี่ยนแปลงดอปเปลอร์ของวัสดุสุริยะหรือการเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่นเมื่อวัสดุเคลื่อนที่ เครื่องมือนี้สามารถจับเวลาความเร็วและทิศทางได้ หากความยาวคลื่นของแสงปรากฏนานขึ้น (หรือแดงขึ้น) ในบางสถานที่ แสดงว่าวัสดุกำลังเคลื่อนตัวออกห่างจากผู้สังเกต ความยาวคลื่นที่สั้นลงหรือแสงสีน้ำเงินที่บ่งชี้ว่าวัสดุเคลื่อนที่เข้าหาพวกมัน
ในช่วงสุริยุปราคา วัตถุรอบๆ จานสุริยะจะซูมออกไปที่ 100 ถึง 1,500 กิโลเมตรต่อวินาที ความเร็วอันมหาศาลดังกล่าวบ่งชี้ว่า CME ปะทุ และทิศทางบ่งชี้ว่าอยู่ด้านไกลของดวงอาทิตย์ การจับ CME ในช่วงคราสสั้นเป็นความบังเอิญที่โชคดี
Habbal กล่าวว่า “หลายสิ่งหลายอย่างเกี่ยวกับการทดลองนี้เป็นเพียงความโชคดีเท่านั้น
ก่อนหน้านี้เคยพบสิ่งเจือปนที่น่าสนใจในโคโรนาที่ร้อนจัด แต่นี่เป็นครั้งแรกที่พวกเขาเห็นพวกเขาหนีจากพื้นผิวของดวงอาทิตย์ในระหว่าง CME Habbal กล่าว
คิดว่าความโดดเด่นเกี่ยวข้องกับ CME และอาจทำให้เกิดการระเบิดได้ แต่ก็ไม่มีใครแน่ใจ ขณะนี้สามารถติดตามพวกมันจากพื้นผิวสุริยะสู่อวกาศได้แล้ว นักวิจัยหวังว่าจะสามารถสังเกตเห็นได้มากขึ้นในช่วงที่เกิดสุริยุปราคาเต็มดวงขณะที่มันเคลื่อนผ่านสหรัฐอเมริกาในเดือนสิงหาคม ( SN: 8/20/16 , p. 14 )
“หากประสบความสำเร็จ มันจะเป็นชุดข้อมูลตลอดชีวิต” Landi กล่าว
