ליקוי החמה שמתרחש היום מעל צפון אמריקה מספק חוויה ייחודית למיליוני אנשים הצופים כיצד באמצע היום השמיים מחשיכים, הכוכבים מבצבצים והטמפרטורות יורדות למשך כמה דקות. אך זוהי גם הזדמנות פז למדענים. למעשה, עשרות קבוצות מחקר מכל רחבי העולם ינצלו את ליקוי החמה המלא כדי לערוך שורה של ניסויי שדה ייחודיים, כגון השפעת קרני השמש על האטמוספרה והיוניספרה והשפעת הליקוי עצמו על בעלי החיים. אבל את הניסוי הגדול והמסקרן ביותר מוביל המדען הישראלי ד"ר עמיר כספי ממכון המחקר סאות'ווסט בבולדר, קולורדו – שזכה במענק מיוחד של נאס"א כדי לחקור את עטרת השמש ממטוס מגביה טוס.
"את עטרת השמש קשה לחקור כי שטח השמש בהיר בערך פי מיליון ממנה", מסביר ד"ר כספי. "לכן צריך לחסום את האור מדיסקת השמש. אפשר לעשות את זה עם מכשיר קורונוגרף החוסף את אור השמש הבוהק, אבל יש לו כל מיני חסרונות. למשל, גם עם קורונוגרף נאלץ לצפות בעטרה מבעד לשמיים כחולים ובהירים. אפשרות אחרת היא לצאת לחלל, אבל מאחר שיקר מאוד להציב טלסקופ בחלל – הוא יהיה קטן מאוד, כך שאור רב יתפזר מסביב לעדשה. ליקוי חמה מלא מעניק לנו את ההזדמנות הכי טובה להסתכל על העטרה. הירח מספיק רחוק כדי שהצל של הירח יהיה מאוד חד – אין הרבה אור שגולש כמו עם קורונוגרף קרוב. וחוץ מזה הוא מחשיך לא רק את דיסקת השמש אלא את כל השמיים. אלה תנאים מיוחדים שמאפשרים לחקור את השמש בלילה".
לרדוף אחרי ליקוי במטוס
ככלל, עטרת השמש חמה במיליוני מעלות יותר משטח השמש שחומו כ-6,000 מעלות צלזיוס "בלבד". מדענים יודעים שהאנרגיה מגיעה לעטרה דרך השדה המגנטי של השמש, אבל הם לא מבינים את המנגנון הפיזיקלי שעומד מאחורי ההסעה הזאת. "איך יכול להיות שחם יותר ככל שאתה מתרחק ממקור החום?", שואל ד"ר כספי. "שאלה אחרת נוגעת לרוח השמש. איך היא נוצרת? אנחנו יודעים שיש חלקיקים אנרגטיים שמשתחררים מהעטרה – אבל אנחנו לא יודעים בדיוק מאיפה הם מגיעים ואיך הם מאיצים. מדובר כנראה בשני מנגנונים דומים או קשורים, וליקוי חמה מלא מאפשר לנו להביט הכי קרוב לשטח ולחקור את הפיזיקה שיוצרת את רוח השמש ומחממת את העטרה".
אחרי שערך ניסוי דומה בליקוי החמה המלא של 2017, גם הפעם זכה ד"ר כספי למענק מיוחד של נאס"א כדי לחקור את העטרה ממטוס מגביה טוס מסוג WB-57. מאחר שאדי המים באטמוספרה בולעים את האור התת-אדום, ובה בעת האטמוספרה עצמה זוהרת בתת-אדום, המטוס של נאס"א מגביה טוס של בין 15 ל-20 ק"מ מפני הים – הרחק מעל לאדי המים שבאוויר. בגובה כזה, המטוס יצלם את עטרת השמש בארבעה אורכי גל: אור נראה, תת-אדום קצר, תת-אדום קרוב ותת-אדום בינוני. בנוסף, מהירות המטוס בסביבות 700 קמ"ש, תאפשר לו "לרדוף" אחר ליקוי החמה מעל מקסיקו ולצפות בעטרה במשך זמן ממושך יחסית: שש דקות וחצי.
"אין לנו אף מצלמה בתת-אדום שמצלמת את השמש. יש לנו את הטלסקופים ווב ושפיצר, אבל הם לא מופנים כלפי השמש. כדי לבנות טלסקופ חלל ייעודי לשמש צריך לקרר אותו במיוחד לפחות ל-100 מעלות קלווין. מדהים לחשוב על זה, אבל הניסוי שערכנו ב-2017 היה הפעם השנייה או השלישית בהיסטוריה שמישהו צילם את השמש בתת-אדום. בניסוי ההוא גילינו שני מבנים עיקריים בעטרה: פרומיננס, ענני פלזמה קרים יחסית, בסביבות ה-20,000 מעלות צלזיוס – ואזורים פעילים של מיליוני מעלות. מה שמוזר הוא, שהפער הזה לא בא לידי ביטוי בעוצמת הבהירות. בעזרת מדידת אורכי הגל הסמוכים, הפעם אנחנו מקווים להבין מה התהליך הפיזיקלי שגורם לעטרה לזהור באותה עוצמה אבל בטמפרטורות שונות מאוד".