Dnia 21 sierpnia 2017 r. w Stanach Zjednoczonych będzie można obserwować całkowite zaćmienie naszej dziennej gwiazdy. Cień Księżyca zupełnie przesłoni wówczas słoneczną tarczę. Profesjonalni naukowcy oraz szerokie grono osób zaangażowanych w citizen science zyska wówczas unikatową okazję do przeprowadzenia obserwacji korony słonecznej, czyli atmosfery gwiazdy, która na co dzień ginie w jej blasku.

Jednak dla obserwatora zlokalizowanego w konkretnym miejscu na powierzchni planety czas maksymalnego zaćmienia wyniesie mniej niż dwie i pół minuty. Badacze z NASA postanowili jednak dla realizacji swoich celów wydłużyć ten okres do mniej więcej 7 minut. Umożliwi to wykorzystanie teleskopów zamontowanych na dwóch zmodernizowanych bombowcach WB-57F Canberra.

WB-57F to amerykańska wersja brytyjskiego bombowca odrzutowego English Electric Canberra. W USA produkowano je od lat 50 XX wieku. Trzy ostatnie maszyny tego typu, jakie wciąż pozostają w służbie, użytkowane są przez NASA w celach naukowych.

21 sierpnia samoloty polecą w ustalonym szyku, w odstępie ok. 90 km. Obserwatorium każdej z maszyn uzyska tym samym po ok. 3,5 minuty na prowadzenie obserwacji podczas całkowitego zaćmienia. Lecące z szybkością maksymalnie 750 km/h będą gonić cień Srebrnego Globu, który jednakże będzie przesuwał się po powierzchni Ziemi kilka razy szybciej. Na dziobie każdego z WB-57F będzie umieszczony teleskop DyNAMITE (Day Night Airbourne Motion Imagery for Terrestrial Environments), wyposażony w instrumenty do obserwacji w zakresie światła widzialnego i podczerwieni.

Obserwacje korony słonecznej planowane są przede wszystkim w zakresie światła widzialnego. Na ich podstawie naukowcy będą się starali odpowiedzieć na pytanie o mechanizmy, które powodują, że ta rozległa atmosfera gwiazdy nagrzewa się do temperatury rzędu kilku milionów stopni Celsjusza, podczas gdy temperatura fotosfery – widocznej powierzchni Słońca – to tylko kilka tysięcy stopni. W śledzeniu procesów zachodzących w koronie pomogą fotografie w wysokiej rozdzielczości, wykonywane przez DyNAMITE z częstotliwością 30 klatek na sekundę.

Odrzutowce NASA wystartują z Ellington Field w pobliżu Johnson Space Center. Na czas obserwacji wzniosą się do stratosfery, na wysokość 15 000 m, dzięki czemu instrumenty naukowe unikną niedogodności związanych z patrzeniem przez zlokalizowane najniżej gęste warstwy ziemskiej atmosfery. Niebo jest tam też średnio 25 razy ciemniejsze niż na powierzchni planety.

Rzut oka w stronę Merkurego

Zaćmienie będzie też doskonałą okazją do obserwacji Merkurego. Ponieważ jest to planeta, która krąży najbliżej Słońca, to na ziemskim nieboskłonie pozostaje bardzo blisko słonecznej tarczy, co stanowi istotną przeszkodę dla obserwacji tego globu. Choć będzie on widoczny jedynie w postaci wąskiego sierpa teleskopy zamontowane na WB-57F wykorzystają po kilkanaście minut na pół godziny przed i po całkowitym zaćmieniu właśnie na przyglądanie się Merkuremu. Planeta będzie obserwowana w zakresie podczerwieni by zdobyć informacje o rozkładzie temperatur na jej powierzchni. Dane te pozwolą rzucić szersze światło na gęstość i skład gruntu globu na pierwszej orbicie od Słońca.

Sierpniowe zaćmienie będzie ponadto okazją do poszukiwania tzw. wulkanoidów, hipotetycznych niewielkich planetoid, które być może okrążają Słońce po ciasnych trajektoriach wewnątrz orbity Merkurego. Dotąd nie udało się ich faktycznie zaobserwować. W 2002 r. NASA polowała na nie prowadząc o zmierzchu obserwacje ze zmodyfikowanego myśliwca F-18 Hornet.

Sprawdzić Einsteina

Całkowite zaćmienie Słońca po raz kolejny da astronomom możliwość przetestowania w praktyce założeń ogólnej teorii względności Einsteina. Liczni naukowcy w USA szykują się na ten sprawdzian. Zjawisko daje bowiem wyjątkową okazję dojrzenia na niebie gwiazd obecnych tuż obok przesłoniętej tarczy słonecznej. Zgodnie z teorią wybitnego fizyka obrazy tych gwiazd na niebie są minimalnie przesunięte w stosunku do swoich dokładnych pozycji na mapach nieba. Dzieje się tak, ponieważ światło tych gwiazd zostaje po drodze na Ziemię ugięte za sprawą grawitacji masywnego Słońca.

Fakt, że wyżej opisany mechanizm działa, a przewidując to Einstein miał rację, został udowodniony przez astrofizyka Arthura Eddingtona i jego współpracowników podczas zaćmienia w maju 1919 r. Jak podaje cytowany przez portal livescience.com astronom-amator Don Bruns, ostatnia próba powtórzenia eksperymentu Eddingtona miała miejsce w 1973 r., kiedy to ekipa z University of Texas próbowała, nie osiągnąwszy pełnego sukcesu, przeprowadzić doświadczenie podczas zaćmienia w Mauretanii.