2024年 4 月 8 日，月亮会遮挡太阳光几分钟，日全食将使北美大片地区变暗。除了在数百万人的头顶投下令人叹为观止的阴影外，这次日全食日食为科学家们提供了一个独特的机会来研究太阳、地球及其相互作用。

NASA 将为 2024 年日食资助五个跨学科科学项目，以充分利用这一机会。这些项目由不同学术机构的研究人员领导，将使用各种仪器研究太阳及其对地球的影响，包括高空研究飞机上的照相机、业余无线电等。其中两个项目还鼓励公民科学家的参与。

宇航局总部科学任务理事会太阳物理学部代理主任佩格卢斯说：“在上一次日全食发生七年后，我们很高兴地宣布选择五个新项目来研究 2024 年的日食。”华盛顿。“我们很高兴看到这些新实验将揭示我们的太阳及其对地球的影响。”

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在日全食期间，月球完美地遮住了太阳的表面，使太阳稀薄的外层大气——称为日冕——得以清晰可见。

“科学家们长期以来一直利用日食来做出科学发现，”宇航局总部的项目科学家凯利·科雷克说。“它们帮助我们首次检测到氦气，为我们提供了广义相对论的证据，并使我们能够更好地了解太阳对地球高层大气的影响。”

用宇航局的高空研究飞机追逐日食

一个项目将使用 NASA 的 WB-57 高空研究飞机从距地球表面 50,000 英尺的高度捕捉日食图像。通过在地球大气层的大部分区域拍摄这些图像，研究小组希望能够看到中日冕和下日冕结构的新细节。这些观测结果是用高分辨率和高速的红外和可见光成像相机进行的，也可以帮助研究太阳周围的尘埃环，并寻找可能在太阳附近运行的小行星。该项目由圣安东尼奥西南研究所的 Amir Caspi 领导，以 Caspi 2017 年成功的项目为基础，推出了新的相机套件。

电晕的航空成像和光谱观测

NASA 的 WB-57 还将搭载相机和光谱仪(研究光的成分)，以更多地了解日冕和日冕物质抛射或太阳物质大爆发的温度和化学成分。通过沿着日食路径飞行，他们还希望将在月球阴影中的时间延长两分钟以上。研究小组希望这些观测能够为日冕的结构以及太阳不断发射的粒子流(太阳风)的来源提供新的见解。该团队由夏威夷大学的 Shadia Habbal 领导。

业余无线电操作员的“聆听派对”

在我们大气层的上部区域，来自太阳的能量将电子从原子中击出，使该区域带电或“电离”。这个区域，即电离层，可以帮助无线电通信进行长距离传输，例如世界各地业余(或“业余”)无线电操作员之间的通信。然而，当月球在日食期间挡住太阳时，电离层会发生巨大变化，从而影响这些通信。

在 2024 年日全食和今年 10 月的日环食期间，斯克兰顿大学的纳撒尼尔·弗里塞尔 (Nathaniel Frissell) 邀请业余无线电操作员参加“日食 QSO 派对”，届时他们将尝试建立尽可能多的无线电联系(“QSO”) ”用普通话来说)，因为他们可以与不同地点的其他运营商合作。无线电操作员将记录他们的信号有多强以及他们走多远，以观察日食期间电离层的变化。过去类似的实验表明，日食引起的电离层电子含量的变化对无线电波的传播方式有重大影响。

太阳辐射对地球高层大气层的影响

这次日食阴影中最暗的部分穿过几个配备了 SuperDARN 雷达的地点。超级双极光雷达网络监测地球大气层上层的空间天气状况，因此日食提供了一个独特的机会来研究日食期间太阳辐射对地球大气层上层的影响。由弗吉尼亚理工学院和州立大学的 Bharat Kunduri 领导的一个项目将使用三台 SuperDARN 雷达研究日食期间的电离层。Kunduri 的团队会将测量结果与计算机模型的预测进行比较，以回答有关电离层如何对日食做出反应的问题。

使太阳的磁场“热点”更加清晰

在即将到来的日食期间，宇航局喷气推进实验室科学家 Thangasamy Velusamy、南加州刘易斯教育研究中心的教育工作者以及该中心太阳巡逻公民科学计划的参与者当月球在太阳黑子上方移动时，将观察太阳的“活跃区域”——太阳黑子上方形成的复杂磁性区域。月球逐渐穿过太阳在不同时间阻挡了活跃区域的不同部分，使科学家能够区分来自一个部分和另一部分的光信号。该团队将使用 34 米高的戈德斯通苹果谷射电望远镜 (GAVRT) 来测量 2023 年日环食和 2024 年日全食期间活跃区域无线电发射的细微变化。该技术首次在 2012 年 5 月的日环食期间使用，揭示了望远镜无法通过其他方式探测到的太阳细节。