Nhật thực lần này diễn ra khi Mặt Trời gần đạt đỉnh của chu kỳ hoạt động 11 năm, điều kiện tạo ra một cảnh tượng kỳ vĩ: Vành nhật hoa (corona) sẽ tỏa sáng rực rỡ quanh "Mặt trời Đen" - hình bóng của Mặt Trăng che khuất Thái Dương - dọc theo đường đi của nhật thực toàn phần, vốn kéo dài từ Mexico đến Mỹ và Canada.
Nhật thực toàn phần mang tới "những cơ hội khoa học phi thường", Phó Giám đốc NASA Pam Melroy nói trong một cuộc họp báo tuần này. NASA là một trong những tổ chức theo dõi sát sao nhật thực, với kế hoạch phóng các loại "tên lửa nghiên cứu" để khám phá những ảnh hưởng đối với thượng tầng khí quyển của Trái Đất.
Dưới đây là những yếu tố mà các nhà nghiên cứu hy vọng học hỏi từ nhật thực lần này:
Bầu khí quyển Mặt Trời
Khi Mặt Trăng chặn ngay trước Mặt Trời, rìa ngoài cùng khó quan sát của bầu khí quyển Mặt Trời, hay còn gọi là vành nhật hoa (corona), sẽ được nhìn thấy "một cách rất đặc biệt," bà Melroy nói. Nữ phi hành gia này cho hay: "Có những điều đang xảy ra với vành nhật hoa mà chúng ta không hiểu đầy đủ".
Nhiệt độ bên trong vành nhật hoa tăng dần khi ở xa bề mặt Mặt Trời - một hiện tượng trái ngược với hiểu biết thông thường mà các nhà khoa học vẫn đang nỗ lực tìm lời giải thích. Bên trong vành nhật hoa là nơi xuất hiện các quầng lửa mặt trời (solar flare) - vụ nổ năng lượng đột ngột giải phóng bức xạ vào không gian, và các sợi mặt trời (solar prominence) - cấu trúc plasma khổng lồ nổi lên từ bề mặt Mặt Trời.
Trong thời gian diễn ra nhật thực, phần dưới cùng của vành nhật hoa - nơi xuất hiện rất nhiều quầng lửa hay sợi mặt trời - được quan sát rõ ràng hơn so với khi sử dụng các thiết bị chuyên dụng để che khuất Mặt Trời.
Theo bà Shannon Schmoll - giám đốc Cung thiên văn Abrams tại Đại học Bang Michigan, đây là cơ hội vàng cho giới nghiên cứu. Các nhà nghiên cứu đặc biệt phấn khích về việc Mặt Trời gần đạt đỉnh của chu kỳ 11 năm. Bà Melroy bày tỏ lạc quan: "Cơ hội chúng ta sẽ thấy điều gì đó tuyệt vời là rất cao".
Bầu khí quyển Trái Đất
Nhật thực toàn phần cũng sẽ mang lại cho các nhà khoa học cơ hội nghiên cứu những thay đổi trong tầng điện li - một phần của thượng tầng khí quyển Trái Đất, vốn rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến sóng vô tuyến được sử dụng cho thông tin liên lạc và định vị. Bà Kelly Korreck, quản lý chương trình nhật thực tại trụ sở NASA, giải thích: "Những rối loạn trong tầng này có thể gây ra vấn đề với GPS và thông tin liên lạc".
Tầng điện li, nơi khí quyển Trái Đất tiếc xúc với không gian vũ trụ, bị ảnh hưởng khi Mặt Trời "sạc điện" cho các hạt ở tầng này vào ban ngày. Ba tên lửa nghiên cứu của NASA sẽ được phóng trước, trong và ngay sau nhật thực từ Virginia để đo lường những thay đổi.
Việc ánh sáng mặt trời giảm mạnh do nhật thực gây ra - nhanh và cục bộ hơn khi Mặt Trời lặn - sẽ giúp các nhà nghiên cứu tìm hiểu thêm về cách thức ánh sáng ảnh hưởng đến tầng điện li, từ đó có thể dự đoán tốt hơn những hiện tượng rối loạn tiềm ẩn.
Hành vi của động vật
Những hành vi bất thường của động vật đã được ghi nhận trong nhật thực: Hươu cao cổ phi nước đại, gà trống gáy và dế kêu. Ngoài giảm ánh sáng thì nhiệt độ và gió - những yếu tố khiến động vật nhạy cảm - cũng có thể giảm đáng kể khi diễn ra nhật thực.
Andrew Farnsworth, nhà nghiên cứu về chim tại Đại học Cornell ở bang New York, muốn khám phá tác động của nhật thực đến các loài chim thông qua radar giám sát thời tiết để phát hiện chim đang bay.
Ông tiết lộ với các phóng viên, khi diễn ra nhật thực toàn lần gần nhất có thể quan sát nhìn thấy từ Mỹ vào tháng 8/2017, các nhà khoa học đã chứng kiến "sự giảm số lượng động vật đang bay".
Nhật thực năm 2017 đã làm gián đoạn hoạt động hàng ngày của côn trùng và chim, nhưng không kích hoạt hành vi động vật về đêm thông thường như việc chim di cư hoặc xuất hiện dơi. Lần này, có thể chim sẽ di cư nhiều hơn trong nhật thực, vì nó diễn ra vào tháng 4. "Những xu hướng hành vi này rất quan trọng để giúp chúng ta hiểu cách động vật nhận thức thế giới của chúng," ông Farnsworth nói.
Kỳ quan đối với con người
Khoảng 40 dự án khoa học dân sự đã được thiết lập để nghiên cứu về nhật thực ngày 8/4, từ việc sử dụng ứng dụng điện thoại để ghi lại nhiệt độ và độ che phủ của mây đến việc ghi âm tiếng ồn xung quanh trong sự kiện. Giám đốc NASA Bill Nelson khuyến khích người dân giúp NASA theo dõi cảnh vật và âm thanh. Tuy nhiên, nhật thực không chỉ đem lại cho nhân loại hứng thú về khoa học.
"Nhật thực có một sức mạnh đặc biệt. Nhật thực khiến mọi người cảm thấy tôn kính vẻ đẹp của vũ trụ chúng ta," nhà lãnh đạo NASA nói với các phóng viên. Giới khoa học đã nghiên cứu về cảm xúc này vào năm 2017, sử dụng dữ liệu từ gần 3 triệu người dùng Twitter, nay được gọi là X.
Những người ở trong "con đường toàn phần," nơi Mặt Trăng sẽ hoàn toàn chặn ánh sáng Mặt Trời, có xu hướng sử dụng đại từ "chúng ta" (thay vì "tôi") và bày tỏ sự quan tâm đến người khác, theo Paul Piff, giáo sư tâm lý học tại Đại học California, Irvine.
"Chúng tôi phát hiện ra rằng những trải nghiệm mang lại cảm giác kinh ngạc... dường như điều chỉnh con người và kết nối chúng ta với nhau, kết nối chúng ta với các thực thể lớn hơn bản thân mình," ông Piff nhận định.
Năm nay, ông dự định nghiên cứu xem trải nghiệm này có ảnh hưởng gì đến sự chia rẽ chính trị trong xã hội hay không.