日食为研究人员和爱好者提供了独特的机会

研究人员、业余天文学家和日食爱好者正在为未来六个月将在美国大陆发生的两次日食做准备。
10月14日，从俄勒冈州到德克萨斯州将发生一次日环食，月亮的影子遮住了太阳的大部分表面，并在我们的恒星周围留下一个非常明亮的环。这些事件很少见，但仅仅六个月后，从德克萨斯州到缅因州将在4月8日看到一次日全食，月亮完全遮住了太阳表面。
除了日食本身令人惊叹的视觉效果，月球阻挡大部分太阳光线的这些时期为研究人员提供了独特的机会，使他们能够检查从日冕到对包括地球在内的行星的影响的一切。
由夏威夷大学马诺阿天文研究所Shadia Habbal博士率领的国际太阳风夏尔巴人团队冒着北极天气，从格陵兰北部以东斯瓦尔巴群岛斯匹次卑尔根岛的朗伊尔宾成功观测到2015年3月20日的日全食，他们的初步成果正在印第安纳州印第安纳波利斯举行的三年一度的地球-太阳峰会上展示。
美国国家科学基金会天文科学部的项目官员凯莉•布莱克说：“日全食非常适合研究太阳的大气层，或者我们所说的日冕。它们让我们能够看到日冕，否则你是看不到的，因为它太薄了，远没有太阳表面亮。但是我们生活在太阳的大气层中。行星都存在于太阳的大气层中。所以能够观察它并看到那里发生了什么是日全食所独有的。”

日夜观察
布莱克负责监督国家科学基金会国家太阳天文台（NSO）的运营，这是一个联邦资助的研发中心，利用遍布全球的地基望远镜网络，专注于太阳物理学。
自20世纪90年代以来，全球振荡网络集团（Global Oscillation Network Group，简称GONG）一直在持续监测太阳活动。这六个望远镜每天收集太阳表面不同波长磁谱的活动测量数据。数据流捕捉太阳表面磁场的详细图像，以及悬浮在太阳表面上方的等离子体。太阳磁场的近实时地图被用来预测可能影响地球的太阳风和日冕物质抛射的条件。
NSO最新的望远镜，NSF的丹尼尔•K•井上太阳望远镜，正处于调试阶段，将提供对太阳更深入的了解。这是世界上最大、最强大的太阳望远镜，有一个直径4米的镜子，是第二大太阳望远镜的两倍多，位于夏威夷的哈莱阿卡拉山顶，海拔10,000英尺。
布莱克说：“它非常强大，可以看到太阳的微小区域，但对我们来说仍然非常大，分辨率非常高。”“这真的很独特，它将获得一些我们今天无法研究的等离子体动力学。这将是开创性的，也是对我们观察太阳的其他类型望远镜的难以置信的补充。”
井上太阳望远镜捕捉到的太阳高分辨率图像和太阳现象磁场测量将进一步加深研究人员对太阳对空间天气的影响及其对地球的影响的理解。太阳活动引起的空间天气事件可以扰乱或禁用电网、通信网络和其他技术基础设施。望远镜的观测和数据可以导致更准确的空间天气预测和更好的准备。
布莱克说：“我们将从这些高分辨率图像中获得与我们的模型进行比较的能力。”“很长一段时间以来，我们一直有模拟和模型来理论化太阳表面在非常小的尺度上发生的事情。但是我们还没能以这些分辨率进行观测。”

每个人如何做出贡献
除了有机会看到宇宙中最伟大的自然现象之一，每个人都有机会为太阳研究做出贡献。
美国大陆望远镜日食（公民CATE）实验旨在利用由公民科学家、高中团体和大学操作的40多台望远镜组成的网络，捕捉2024年4月日食期间日冕的图像。
志愿者们将使用40台相同的望远镜、软件和仪器包沿着2500英里的全食路径（太阳将被月球完全阻挡的路径）追踪太阳。每个地点将产生1000多张图像。当月球的阴影从西向东穿过时，每台望远镜都将准备好在阴影出现在地平线上时进行观察。由此产生的数据集将由90分钟连续、高分辨率、快速节奏的图像组成，详细描述太阳内部日冕。
公民CATE收集的长时间图像序列将为研究日冕的静态和动态特征提供独特的机会。
享受即将到来的日食的最佳方式
布莱克将于10月14日在阿尔伯克基，并对即将到来的日食和2024年4月的日食有一些建议。
“你不应该在没有眼睛保护的情况下看太阳，因为太阳太亮了，会灼伤你的眼睛，”她说。有很多方法可以观察日食，而不会伤害你的眼睛。
但最终，“人们应该出去看日食。去做吧。不要躲着它。去享受吧，”布莱克说。“即使你在多云的地方，当日食发生时，出去还是值得的…天黑了。一切都安静了。心情变化太快了。这是一次非常迷人的经历。如果你需要任何关于安全的信息，请联系我们。我们有你的信息。”