华盛顿特区— 2024 年 4 月 8 日席卷美国大部分地区的日食期间，科学家们把他们拥有的一切都抛向了天空。他们部署了高空飞机，招募志愿者发射气象气球，并拍摄了太阳光晕般的明亮图像电晕，并通过大气层来回发送业余无线电信号。
我们的目标是更接近解开太阳的一些持久的谜团，包括为什么会出现日冕、太阳(序列号：5/1/24）。
这一系列日食科学实验的初步结果于 12 月 10 日在美国地球物理联盟年会上公布。虽然云层遮挡了美国部分日食路径，但团队仍能够收集数据以推动未来的调查。以下是一些窥视月球阴影的项目的详细情况。
利用日全食观察日冕
NASA 的两架 WB-57 飞机沿着月全食的路径在月球阴影内飞行，开始研究日冕。该航天器携带两种类型的仪器：用于捕获日冕图像的相机，以及测量不同波长的光并可以根据日冕内的温度追踪不同结构的光谱仪。
虽然由于意外振动，安装在机翼上的摄像机的一些图像变得模糊，但该团队仍然能够捕捉到日冕的详细图像。安装在飞机机头的光谱仪没有受到影响。
与此同时，作为公民 CATE（美洲大陆望远镜日食）项目的一部分，35 个观测小组驻扎在从德克萨斯州到缅因州的日全食路径上，从地面捕捉到了太阳日冕的图像。项目负责人、科罗拉多州博尔德市西南研究所的天文学家莎拉·科瓦奇 (Sarah Kovac) 表示，我们的目标是拼凑出一部时长 60 分钟的电影，讲述那段时期日冕的演变过程。
难以捉摸的中日冕是太阳表面和日光层之间的过渡区；它也是带电粒子爆发的起源，这些粒子可以席卷地球，可能会破坏电网以及卫星和无线电通信。通常情况下，它太微弱，无法用望远镜看到。但科瓦奇说，月球的阴影就像一个天然的日冕仪，使细节清晰可见。
该项目因沿途大部分地区多云天气而受到阻碍。即便如此，团队还是捕捉到了 47,000 多张日冕图像。一部由德克萨斯州、密苏里州和缅因州三个不同地点收集的图像拼接而成的初步电影展示了日冕的不同部分如何随着时间的推移而暴露。
利用日食研究重力波
在全食路径的其他地方，800 多名学生分成小组，向天空发射气象气球。全国日食气球项目的希望是捕获产生称为重力波的涟漪（序列号：4/8/24）。众所周知，雷暴和越过山脉的空气会扰乱大气，足以引发重力波。研究人员怀疑日食也可能是一个触发因素，它会产生突然的冷却，短暂地改变大气的平衡。
位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的大气科学家杰杰说，每天日落时都会出现类似的效果。谁参与了该项目。地球最低大气区域（对流层）和平流层之间的稳定边界层随着太阳落山而下沉。
龚说，2023 年 10 月在美国西部发生的一次日食期间的类似活动数据显示，这次日食确实在大气层中产生了涟漪。 2024 年的数据收集在一定程度上受到了多云天气的阻碍，尽管每个团队都勇敢地每小时发射一个气球，持续了 30 个小时。
但项目结束后的学生调查至少显示出一项明显的成功，龚说：在该项目之前，很少有人认为自己擅长 STEM 领域。参与该项目后，几乎所有人都表示自己在 STEM 方面表现出色。
日全食期间电离层中发生的情况的提示
美国数百个电台的 6,350 多名业余“业余”无线电操作员参与了一项关于，大气层的带电层，无线电信号可以在其中长距离传输（序列号：2017 年 8 月 13 日）。
该活动由 HAMSci 组织，HAMSci 是一项公民科学倡议，将业余无线电界与空间科学家联合起来，利用从电离层反射的无线电信号来深入了解大气层的高度、密度和结构。该小组的创始人、宾夕法尼亚州斯克兰顿大学的空间物理学家纳撒尼尔·弗里塞尔表示，这反过来又可以帮助研究人员更好地了解太空与高层大气之间的联系。
日食期间，HAMSci 志愿者以 1 到 30 兆赫的频率传输了超过 5200 万个信号。弗里塞尔说，他们看到的是，当月球的影子过去时，电离层中的电子密度下降了。这会导致无线电波“逃逸到太空，通信中断”。弗里塞尔补充说，这种效应模仿了每天白天进入夜晚时电离度的下降。
研究小组发现，日食导致的电离短暂变化短暂地增强了较低频率发送的通信，并恶化了较高频率发送的无线电信号。数据还显示，电离层底部的高度在日食期间上升，然后又恢复到正常高度。
从太空探索太阳奥秘
虽然日全食为许多人——包括公民科学家——寻找太阳之谜的线索打开了大门，但它们只是提供了一个快照。更多的答案可能来自研究太阳大气的新的太空方法。
美国宇航局的，寻找太阳风的来源（序列号：6/7/23）。该航天器将于 12 月 24 日实现迄今为止距离太阳最近的一次，届时它的飞行距离将达到太阳表面 610 万公里以内。
与此同时，新推出的旨在利用一对编队飞行的航天器模拟数百次日食，以更好地研究中日冕（序列号：12/5/24）。
