การดูพื้นผิวของดวงอาทิตย์มาบรรจบกับชั้นบรรยากาศสามารถเปิดเผยที่มาของลมได้ พระอาทิตย์ไม่อาจเอื้อมมือออกไปได้ การไหลของอนุภาคที่มีประจุอย่างต่อเนื่องจะไหลออกจากดวงอาทิตย์ด้วยความเร็วหลายร้อยกิโลเมตรต่อวินาที ทำลายดาวเคราะห์ที่เปราะบางในเส้นทางของมัน
เขื่อนนี้เรียกว่าลมสุริยะ และมีบทบาทโดยตรงในการกำหนดชีวิตในระบบสุริยะ คิดว่าจะทำลายชั้นบรรยากาศของดาวอังคารไปมาก ( SN: 4/29/17, p. 20 ) โลกได้รับการคุ้มครองจากชะตากรรมที่คล้ายคลึงกันโดยสนามแม่เหล็กแรงกล้าเท่านั้นซึ่งนำทางลมสุริยะไปทั่วโลก
แต่นักวิทยาศาสตร์ไม่เข้าใจรายละเอียดสำคัญบางประการเกี่ยวกับวิธีการทำงานของลม
มันเกิดขึ้นในบริเวณที่พื้นผิวของดวงอาทิตย์มาบรรจบกับชั้นบรรยากาศ เช่นเดียวกับลมบนโลก ลมสุริยะมีลมกระโชกแรง — มันเดินทางด้วยความเร็วต่างกันในพื้นที่ต่างๆ เร็วที่สุดในภูมิภาคที่บรรยากาศของดวงอาทิตย์อย่างโคโรนามืด ลมพัดผ่านรูโคโรนาเหล่านี้ด้วยความเร็ว 800 กิโลเมตรต่อวินาที แต่ลมพัดกระหน่ำด้วยความเร็วเพียง 300 กิโลเมตรต่อวินาทีผ่านคลื่นลมที่แผ่ออกและแหลมคมซึ่งเรียกว่าลำแสงโคโรนัล ซึ่งทำให้โคโรนามีลักษณะเหมือนมงกุฎ ไม่มีใครรู้ว่าทำไมลมจึงแปรปรวน
สุริยุปราคาวันที่ 21 ส.ค. ช่วยให้นักดาราศาสตร์มีโอกาสที่ดีในการจับลมสุริยะในโคโรนาชั้นใน กลุ่มหนึ่ง Nat Gopalswamy จาก Goddard Spaceflight Center ของ NASA ในเมือง Greenbelt รัฐ Md. และเพื่อนร่วมงานของเขาจะทดสอบเครื่องมือรุ่นใหม่ที่เรียกว่าโพลาริมิเตอร์ซึ่งสร้างขึ้นเพื่อวัดอุณหภูมิและความเร็วของอิเล็กตรอนที่ออกจากดวงอาทิตย์ การวัดจะเริ่มใกล้กับพื้นผิวของดวงอาทิตย์และขยายออกไปประมาณ 5.6 ล้านกิโลเมตรหรือแปดเท่าของรัศมีดวงอาทิตย์
“เราควรจะสามารถตรวจจับลมสุริยะของทารกได้” Gopalswamy กล่าว
โพลาไรซ์ที่ตั้งขึ้นที่โรงเรียนมัธยมในเมือง Madras รัฐ Ore จะแยกแสงที่มีโพลาไรซ์ออกหรือจัดสนามไฟฟ้าในทิศทางเดียว จากแสงที่สนามไฟฟ้าแกว่งไปในทิศทางต่างๆ เนื่องจากอิเล็กตรอนกระจัดกระจายแสงโพลาไรซ์มากกว่าแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์ การสังเกตดังกล่าวจะทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้ทราบถึงสิ่งที่อิเล็กตรอนกำลังทำ และโดยการขยายออกไป ลมสุริยะกำลังทำอะไร – มันไหลเร็วแค่ไหน ร้อนแค่ไหน และแม้กระทั่งที่ไหน มันมาจาก
Gopalswamy และเพื่อนร่วมงานจะถ่ายภาพด้วยความยาวคลื่นสี่ช่วงคลื่นที่แตกต่างกัน เพื่อเป็นการวัดความเร็วและอุณหภูมิแบบอื่น การทำแผนที่ลมสุริยะที่เร็วและช้าใกล้กับพื้นผิวของดวงอาทิตย์สามารถให้เบาะแสได้ว่าพวกเขามีความเร่งอย่างไร
ทีมงานได้ทดลองใช้เครื่องมือรุ่นก่อนหน้าในช่วงสุริยุปราคาในปี 2542
ที่ประเทศตุรกี แต่เครื่องมือดังกล่าวต้องการให้นักวิจัยพลิกตัวกรองโพลาไรซ์ที่แตกต่างกันสามตัวเพื่อเก็บข้อมูลทั้งหมดที่พวกเขาต้องการ การปั่นจักรยานผ่านตัวกรองโดยใช้ล้อหมุนด้วยมือนั้นช้าและอืดอาด ซึ่งเป็นปัญหาเมื่อจำนวนทั้งสิ้น ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ดวงจันทร์บังดวงอาทิตย์จนหมด ใช้เวลาประมาณสองนาทีเท่านั้น
โพลาไรมิเตอร์ที่อัปเกรดของทีมได้รับการออกแบบเพื่อให้สามารถรวบรวมข้อมูลผ่านตัวกรองทั้งสามตัวและในความยาวคลื่นสี่ช่วงของแสงได้พร้อมกัน Gopalswamy กล่าวว่า “ข้อกำหนดหลักคือเราต้องถ่ายภาพเหล่านี้ให้ใกล้เคียงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ดังนั้นโคโรนาจึงไม่เปลี่ยนจากช่วงหนึ่งไปสู่ยุคถัดไป การเปิดรับหนึ่งครั้งจะใช้เวลา 2 ถึง 4 วินาที บวกกับรอ 6 วินาทีระหว่างตัวกรอง ซึ่งจะทำให้ทีมงานมีภาพทั้งหมดประมาณ 36 ภาพ
Gopalswamy และทีมของเขาได้ทดสอบเครื่องมือนี้เป็นครั้งแรกในอินโดนีเซียสำหรับสุริยุปราคาในเดือนมีนาคม 2016 “การทดลองนั้นล้มเหลวเนื่องจากการไม่ร่วมมือจากธรรมชาติ” Gopalswamy กล่าว “สิบนาทีก่อนเกิดคราส ฝนเริ่มเทลงมา”
ปีนี้พวกเขาเลือกมาดราส เพราะในอดีต เป็นสถานที่ที่ปกคลุมด้วยเมฆน้อยที่สุดบนเส้นทางสุริยุปราคา แต่พวกเขายังคงไขว้นิ้วเพื่อท้องฟ้าแจ่มใส
อย่างไรก็ตาม การพึ่งพาทฤษฎีที่ล้าสมัยของนิวตันทำให้นักจักรวาลวิทยาบางคนไม่พอใจ ทำให้เกิดความสงสัยว่าการประมาณนั้นก่อให้เกิดปัญหาที่ไม่ทราบสาเหตุ และเครื่องหมายคำถามเกี่ยวกับจักรวาลวิทยายังคงอยู่ นักฟิสิกส์ยังคงไขปริศนาเกี่ยวกับสิ่งที่ประกอบขึ้นเป็นพลังงานมืด ประกอบกับสสารมืดที่เป็นส่วนประกอบอื่นของจักรวาลที่ไม่สามารถอธิบายได้ ซึ่งเป็นมวลเพิ่มเติมที่ต้องมีอยู่เพื่ออธิบายการสังเกตการหมุนเวียนของกาแล็กซีและกระจุกดาราจักร “ทั้งพลังงานมืดและสสารมืดสร้างความลำบากใจให้กับนักจักรวาลวิทยา เพราะพวกเขาไม่รู้ว่ามันคืออะไร” นักจักรวาลวิทยา Nick Kaiser จาก École Normale Supérieure ในปารีสกล่าว
สำหรับการจำลองอื่นๆ ส่วนใหญ่ ผลกระทบของภาพลวงตายังคงน้อย นั่นทำให้นักจักรวาลวิทยาหลายคน รวมทั้ง Giblin ยังคงสงสัยในความเป็นไปได้ที่จะอธิบายพลังงานมืดออกไป: “ฉันรู้สึกเหมือนคนตกต่ำ” เขายอมรับ
นักฟิสิกส์ทดลอง Gianluca Gregori จาก University of Oxford กล่าวว่าการเปรียบเทียบด้วยการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ทำให้การทดลองมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น “มีการตรวจสอบความเป็นจริงนี้” เขากล่าว “ในชุมชนดาราศาสตร์ฟิสิกส์ มีแนวโน้มที่จะคิดว่ามีการสังเกตและมีการจำลอง แต่สิ่งที่บทความนี้บอกคือมีวิธีอื่นที่คุณสามารถเข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้นในจักรวาลได้”
