Científicos van tras del eclipse solar total con aviones de la NASA

7 abril, 2024

El eclipse solar total del 8 de abril de 2024 producirá deslumbrantes vistas de Norteamérica. Aunque cualquier persona que esté a lo largo del camino del eclipse y tenga un cielo despejado podrá ver el espectacular fenómeno, la mejor vista podría estar a más de 15 kilómetros (50.000 pies) de altura, a bordo de los aviones jet WB-57 de la NASA. Allí, tres equipos de investigadores financiados por la NASA estarán enviando sus instrumentos científicos para hacer mediciones del eclipse.

Dos equipos tomarán imágenes de la atmósfera exterior del Sol —la corona— y un tercero medirá la ionosfera, que es la capa superior de la atmósfera de la Tierra que posee carga eléctrica. Esta información ayudará a los científicos a comprender mejor la estructura y la temperatura de la corona, los efectos del Sol en la atmósfera de la Tierra e incluso ayudará en la búsqueda de asteroides que pudieran orbitar cerca del Sol.

Durante un eclipse solar total, la Luna bloquea perfectamente la cara brillante del Sol, dejando en la oscuridad a una pequeña franja de la Tierra. Al quedar oculta la luz principal del Sol, la corona solar, que es mucho más tenue, se hace visible a simple vista. Esto ofrece a los científicos una oportunidad única para estudiar esta misteriosa región del Sol. El breve bloqueo de la luz solar también permite a los científicos estudiar cómo la luz del Sol afecta a la atmósfera de la Tierra.

En el pasado, los eclipses solares han conducido a numerosos descubrimientos científicos. Para este eclipse solar, la NASA está financiando varios experimentos —incluyendo los tres que utilizan los jets WB-57— para llevar a cabo diferentes mediciones durante el eclipse. Los WB-57 de la NASA vuelan mucho más alto que los aviones comerciales. Esta altitud permite que los aviones jets vuelen por encima de las nubes, lo que significa que no hay posibilidad de perderse el eclipse debido al mal tiempo. Además, la altura lleva a los aviones a reacción por encima de la mayor parte de la atmósfera terrestre, lo que permite que las cámaras tomen imágenes más nítidas y capten longitudes de onda, como la luz infrarroja, que no llegan al suelo. Dado que los aviones pueden viajar a 740 kilómetros (460 millas) por hora, también pueden extender el tiempo que pasan a la sombra de la Luna. Aunque el eclipse no durará más de cuatro minutos y medio en cualquier punto en tierra, los aviones verán un eclipse que durará alrededor de un 25 por ciento más, esto es, más de seis minutos y 22 segundos.

“Al extender la duración de la totalidad, estamos aumentando la duración de la cantidad de datos que podemos adquirir”, dijo Shadia Habbal, investigadora de la Universidad de Hawái, quien dirige uno de los experimentos del eclipse con los aviones WB-57.

El experimento de Habbal llevará a bordo espectrómetros, los cuales registran longitudes de onda de luz específicas, y cámaras. Los instrumentos medirán la temperatura y la composición química de la corona y las eyecciones de masa coronal, que son grandes erupciones de material solar. Con estos datos, los científicos tienen el propósito de comprender mejor la estructura de la corona e identificar la fuente del viento solar, el cual es el flujo constante de partículas emitidas por el Sol.

Habbal espera que los resultados de su estudio ayuden a distinguir entre diferentes modelos que compiten para explicar cómo se calienta la corona. “Esta luz es nuestro mejor método de sondeo, después de pegar un termómetro en la corona”, dijo Habbal

Para otro equipo de investigadores, dirigido por Amir Caspi en el Instituto de Investigaciones del Sudoeste en Boulder, Colorado, esta no es la primera vez que persiguen eclipses en avión. Caspi dirigió previamente un experimento pionero con los WB-57 durante el eclipse solar total de 2017 que recorrió Estados Unidos de mar a mar. Las imágenes tomadas desde uno de estos aviones fueron utilizadas para estudiar la estructura de la corona.

Esa ocasión fue la primera vez que los aviones jet habían sido utilizados para estudiar un eclipse. Esta vez, una configuración mejorada de la cámara permitirá mediciones en más longitudes de onda, desde el infrarrojo hasta la luz visible, lo que con suerte revelará nueva información acerca de las estructuras en la corona media e inferior. Estas observaciones, tomadas con una cámara de alta resolución y alta velocidad, también podrían ayudar a estudiar un anillo de polvo que rodea al Sol y a buscar asteroides que pudieran orbitar cerca del Sol.

“No hay muchos datos del Sol en algunas de las longitudes de onda que estudiaremos”, dijo Caspi. “No sabemos lo que encontraremos, por lo que es muy emocionante hacer estas mediciones”.

Un tercer experimento estudiará los efectos de la sombra de la Luna en la ionosfera utilizando un instrumento llamado ionosonda, que fue diseñado en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins. La ionosonda funciona como un simple radar. El dispositivo envía señales de radio de alta frecuencia y escucha sus ecos cuando rebotan en la ionosfera, lo que permite a los investigadores medir qué tan cargada está la ionosfera.

“El eclipse básicamente sirve como un experimento controlado”, dijo Bharat Kunduri, jefe del proyecto de la ionosfera y profesor asistente de investigación en el Instituto Politécnico y Universidad Estatal de Virginia, o Virginia Tech, en Blacksburg, Virginia. “Nos da la oportunidad de comprender cómo los cambios en la radiación solar pueden afectar a la ionosfera, lo cual a su vez puede afectar a algunas tecnologías, como el radar y el sistema de GPS, de las que dependemos en nuestra vida cotidiana”.

Por Mara Johnson-Groh
Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland

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