華盛頓特區— 2024 年 4 月 8 日席捲美國大部分地區的日食期間，科學家們把他們擁有的一切都拋向了天空。他們部署了高空飛機，招募志願者發射氣象氣球並拍攝太陽日冕的明亮光暈圖像，並在大氣層中來回發送業餘無線電信號。
我們的目標是更接近解開太陽的一些持久的謎團，包括為什麼會出現日冕、太陽(序列號：5/1/24）。
這一系列日食科學實驗的初步結果於 12 月 10 日在美國地球物理聯盟年會上公佈。雖然雲層遮擋了美國部分日食路徑，但團隊仍能夠收集數據以推動未來的調查。以下是一些窺視月球陰影的項目的詳細情況。
利用日全食觀察日冕
NASA 的兩架 WB-57 飛機沿著月全食的路徑在月球陰影內飛行，開始研究日冕。該航天器攜帶兩種類型的儀器：用於捕獲日冕圖像的相機，以及測量不同波長的光並可以根據日冕內的溫度追踪不同結構的光譜儀。
雖然由於意外振動，安裝在機翼上的攝像機的一些圖像變得模糊，但該團隊仍然能夠捕捉到日冕的詳細圖像。安裝在飛機機頭的光譜儀沒有受到影響。
與此同時，作為公民 CATE（美洲大陸望遠鏡日食）項目的一部分，35 個觀測小組駐紮在從德克薩斯州到緬因州的日全食路徑上，從地面捕捉到了太陽日冕的圖像。項目負責人、科羅拉多州博爾德市西南研究所的天文學家莎拉·科瓦奇 (Sarah Kovac) 表示，我們的目標是拼湊出一部時長 60 分鐘的電影，講述那段時期日冕的演變過程。
難以捉摸的中日冕是太陽表面和日光層之間的過渡區；它也是帶電粒子爆發的起源，這些粒子可以席捲地球，可能會破壞電網以及衛星和無線電通信。通常情況下，它太微弱，無法用望遠鏡看到。但科瓦奇說，月球的陰影就像一個天然的日冕儀，使細節清晰可見。
該項目因沿途大部分地區多雲天氣而受到阻礙。即便如此，團隊還是捕捉到了超過 47,000 張日冕圖像。一部由德克薩斯州、密蘇里州和緬因州三個不同地點收集的圖像拼接而成的初步電影展示了日冕的不同部分如何隨著時間的推移而暴露。
利用日食研究重力波
在全食路徑的其他地方，800 多名學生分成小組，向天空發射氣象氣球。全國日食氣球項目的希望是捕獲產生稱為重力波的漣漪（序列號：4/8/24）。眾所周知，雷暴和越過山脈的空氣會擾亂大氣，足以引發重力波。研究人員懷疑日食也可能是一個觸發因素，它會產生突然的冷卻，短暫地改變大氣的平衡。
位於馬里蘭州格林貝爾特的美國宇航局戈達德太空飛行中心的大氣科學家傑傑說，每天日落時都會出現類似的效果。誰參與了該項目。地球最低大氣區域（對流層）和平流層之間的穩定邊界層隨著太陽落山而下沉。
龔說，2023 年 10 月在美國西部發生的一次日食期間的類似活動數據顯示，這次日食確實在大氣層中產生了漣漪。 2024 年的數據收集在一定程度上受到了多雲天氣的阻礙，儘管每個團隊都勇敢地每小時發射一個氣球，持續了 30 個小時。
但項目結束後的學生調查至少顯示出一項明顯的成功，龔說：在該項目之前，很少有人認為自己擅長 STEM 領域。參與該項目後，幾乎所有人都表示自己在 STEM 方面表現出色。
日全食期間電離層中發生的情況的提示
美國數百個電台的 6,350 多名業餘“業餘”無線電操作員參與了一項關於，大氣層的帶電層，無線電信號可以在其中長距離傳輸（序列號：2017 年 8 月 13 日）。
該活動由 HAMSci 組織，HAMSci 是一項公民科學倡議，將業餘無線電界與空間科學家聯合起來，利用從電離層反射的無線電信號來深入了解大氣層的高度、密度和結構。該小組的創始人、賓夕法尼亞州斯克蘭頓大學的空間物理學家納撒尼爾·弗里塞爾表示，這反過來又可以幫助研究人員更好地了解太空與高層大氣之間的聯繫。
日食期間，HAMSci 志願者以 1 到 30 兆赫的頻率傳輸了超過 5200 萬個信號。弗里塞爾說，他們看到的是，當月球的影子過去時，電離層中的電子密度有所下降。這會導致無線電波“逃入太空，通信中斷”。弗里塞爾補充說，這種效應模仿了每天白天進入夜晚時電離度的下降。
研究小組發現，日食導致的電離短暫變化短暫地增強了較低頻率發送的通信，並惡化了較高頻率發送的無線電信號。數據還顯示，電離層底部的高度在日食期間上升，然後又恢復到正常高度。
從太空探索太陽奧秘
雖然日全食為許多人——包括公民科學家——尋找太陽之謎的線索打開了大門，但它們只是提供了一個快照。更多的答案可能來自研究太陽大氣的新的太空方法。
美國宇航局的，尋找太陽風的來源（序列號：6/7/23）。該航天器將於 12 月 24 日實現迄今為止距離太陽最近的一次，屆時它的飛行距離將達到太陽表面 610 萬公里以內。
與此同時，新推出的旨在利用一對編隊飛行的航天器模擬數百次日食，以更好地研究中日冕（序列號：12/5/24）。
