開創性實驗從日全食中收集到獨特的太陽數據
2024 年4 月8 日，日全食的陰影從德州投射到緬因州，西南研究所領導的團隊成功地從陸地和空中實施了兩項開創性的實驗，從日全食中收集獨特的太陽數據。公民2024 年美洲大陸遠望日食（CATE）實驗吸引了200 多名社區參與者，他們廣泛、平易近人且具有包容性，試圖為這一激動人心的事件製作一部60 分鐘的連續高清電影。
這張經過處理的4 月8 日日食高清影像顯示了太陽的日冕（其最外層大氣），其人工色彩顯示了光的偏振或方向。達拉斯的公民科學家透過西南研究院領導的公民美洲大陸望遠鏡日食（CATE）2024 實驗收集了這些數據。資料來源：西南研究所/公民CATE 2024/Ritesh Patel/Dan Seaton
幾乎同時進行的一項調查使用了安裝在美國國家航空暨太空總署WB-57F 研究飛機上的獨特設備來追逐日食陰影，從而實現了只能從鳥瞰角度進行的觀測。
兩個計畫的首席研究員阿米爾-卡斯皮博士說：”日全食相對罕見，為科學家研究太陽可見表面上方的高溫大氣層提供了獨特的機會。不僅如此，透過CATE 2024，日食還為沿途的科學家和社區提供了一次親密接觸的經歷，共同分享這令人難以置信的震撼事件。
這些初步影像來自NASA WB-57 噴射機上搭載的一套新的靈敏、高速、可見光和紅外線成像儀，顯示了2024 年4 月8 日日食期間在四個波長範圍內可見的日冕和突出物。今後，西南研究所的科學家將透過對豐富而複雜的數據進行處理和分析，大大改進這些影像。資料來源：西南研究所/Citizen CATE 2024/Ritesh Patel/Dan Seaton
日全食讓科學家們能夠以任何其他方式都不可能或不切實際的方式觀測到太陽外層大氣複雜而動態的特徵，為我們了解日冕打開了新的窗口。日冕發出的微弱光線通常會被太陽本身的強烈亮度所掩蓋，而且某些波長的光線會被地球大氣層阻擋。
公民科學在行動
CATE 2024 部署了一個由35 個社區參與者（或稱為”公民科學家”）組成的網絡，他們代表日食沿途的當地社區，在日食跨國路徑上部署了由小型望遠鏡組成的”水桶大隊”。 CATE 2024 的科學目標要求測量日冕中光的偏振或振盪光波的方向。
Caspi說：”你對這個很熟悉，因為有時你會在臉上戴一個偏振濾鏡–太陽眼鏡，它可以過濾掉某些角度的偏振光。西鐵城CATE 2024望遠鏡的傳感器每個像素上都有一個偏振濾光片，使我們能夠測量日冕各處四個不同的偏振角度，提供了比測量光的亮度更多的資訊”。
高空太陽能研究
卡斯皮也領導了一個在日食期間從5萬英尺高空觀測日冕的空中計畫。這些高空觀測既能提供地面無法進行的測量，又能避免任何與天氣有關的風險。 Caspi的團隊在一架WB-57噴射機的機頭錐體上安裝了一套新的靈敏、高速、可見光和紅外線成像儀，該成像儀由美國太空總署蘭利研究中心的SCIFLI團隊製造。
在全國各地，包括200 多名志工在內的35 個團隊使用由SwRI 領導的Citizen CATE 2024 實驗提供的望遠鏡收集日食數據。 Theresa Costilow、Carlyn Rocazella、Susan 和Bob Benedict 穿著日食2024 的服裝，在俄亥俄州Kingsville 的一個露營地觀測4 月8 日的日食，並品嚐主題月餅。圖片來源：西南研究所/公民CATE 2024
用新的波長和新的偏振測量方法觀察日冕中的複雜運動，將有助於科學家了解日冕為何如此炎熱。日冕的溫度高達數百萬攝氏度，是下面可見表面溫度的數百倍，這是一個奇怪的悖論，也是一個長期存在的科學謎團。日冕也是導致地球周圍地磁暴的主要爆發源之一。這些現象會損壞衛星，導致電網停電，幹擾通訊和GPS訊號，因此，隨著世界對這些系統的依賴程度越來越高，更了解它們非常重要。
SwRI 共同研究員Dan Seaton 博士是這兩個項目的科學負責人，他表示：”將機載移動數據與CATE 2024 長達一小時的連續觀測相結合，將更全面地了解太陽神秘的日冕。”
Caspi說：「這兩項實驗都需要巨大的努力和精確的時間安排才能獲得我們需要的數據。我很榮幸也很敬畏這支才華橫溢的團隊，他們在一起工作得如此勤奮。我已經迫不及待地想要研究我們收集到的數據了。
SwRI 領導的機載團隊包括來自美國國家大氣研究中心高空天文台、美國太空總署蘭利研究中心和Predictive Sciences Inc.SwRI 領導的CATE 2024 計畫由國家科學基金會和美國國家航空暨太空總署資助，包括來自國家大氣研究中心、國家太陽觀測站、科羅拉多大學大氣與太空物理實驗室和太空科學研究所的科學家，新墨西哥州立大學和生計知識交流網絡的合作者，萊斯大學、印第安納大學布魯明頓分校和緬因大學的社區領袖，以及日食路徑沿線35 個社區的200 多名社區參與者。
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