

每隔一两年,太阳系就会排列得恰到好处,月球投下的阴影覆盖地球表面的一部分,遮挡住太阳——这就是日食。2017 年,美国各地的人们蜂拥而至,观看 “伟大美国全日食”,这是自 1979 年以来首次在大陆地区可见的日食。如今,日食爱好者和公民科学家们正在为下一次盛事做准备:2023 年 10 月 14 日的 日环食 和 2024 年 4 月 8 日的 日全食。这将是美国大陆地区直到 2045 年 8 月(二十多年后)才再次可见的日食。
人们喜欢日食,因为它很新奇——在白天看到太阳消失是多么酷的事情。但这些现象既是“重头戏”又是机遇:一个名为 Radio JOVE 的射电天文学家和公民科学家团体正致力于利用即将到来的日食进行科学研究,这是 NASA “Helio Big Year” 的一部分。
项目联合创始人、中田纳西州立大学天文学家 Chuck Higgins 解释说:“Radio JOVE 最初是一个教育和推广项目,旨在帮助学生、教师和公众参与到科学研究中来。”该项目自 20 世纪 90 年代末开始,最初在 NASA 戈达德太空飞行中心启动。“我们现在专注于科学,并努力激励人们成为公民科学家。”
顾名思义,Radio JOVE 最初专注于木星。来自新墨西哥州的公民科学家 Thomas Ashcraft 自 2001 年以来一直参与 Radio JOVE 的观测,他说:“巧合的是,我们用于观测木星的无线电波长也同样适用于观测太阳。”在 2017 年的伟大美国日食之后,其成员更加深入地参与了日球物理学(太阳研究)的领域。
[相关:日全食并不罕见——你可能已经错过了一大堆]
当能量从太阳喷射并传播到地球时,它会与我们地球的大气层相互作用;特别是,太阳光会产生一个电离粒子层,称为 电离层。任何来自太阳的无线电波都必须穿过我们上方的这些粒子。通信技术就利用了这一层,通过它反射无线电波进行长距离传播。
电离层的等离子体在白天和夜晚之间变化很大。当阳光照射到这一层时,粒子会分解成离子。当太阳不存在时,这些离子就会平静下来。在日食期间,当大部分阳光被阻挡时,在短时间内也会发生类似的改变。通过由一群业余观测者精确测量这些波动,Radio JOVE 希望增进我们对电离层的理解。

为此,Radio JOVE 正在为全国各地的公民科学家配备小型无线电接收器,并培训他们观测来自地球电离层的无线电波。该项目提供价格约为 200 美元的 需要自行组装的入门套件,并且有一整批专家和经验丰富的观测者来支持新志愿者。
[相关:10 月环食最佳观测地点:美国公园精选]
现在,他们正在为参与者准备为期一天的 10 月日环食观测。项目成员已经开始收集数据,以获得正常日太阳影响的基线,并将与即将到来的日食数据进行比较。这只是大事件前的小试牛刀:明年的日全食。Higgins 在为美国地球物理联盟会议提交的 总结中写道:“2023 年的日环食将作为一次培训、学习和测试经验,以期为 2024 年的日全食获得最高质量的数据。”
像 Radio JOVE 这样的公民科学项目不仅收集宝贵的数据,还吸引了新的群体加入 NASA 的科学界。任何对科学感兴趣的人都可以加入,如果 Radio JOVE 不符合你的兴趣,NASA 还有 一系列其他机会。例如,如果你是一名业余无线电爱好者,你可以加入 HamSCI,该组织也计划观测即将到来的日食。
来自南卡罗来纳州的 Radio JOVE 公民科学家 John Cox 在 NASA 的一篇 新闻稿中表示:“NASA 的 Radio JOVE 公民科学项目让我能够进一步探索我对天文学的毕生兴趣。现在,电磁频谱的一个全新部分对我开放了。”