Los telescopios terrestres modernos dependen de la óptica adaptativa (AO) para entregar imágenes claras. Al corregir la distorsión atmosférica, nos dan imágenes excepcionales de planetas, estrellas y otros objetos celestiales.
Ahora, un equipo del Observatorio Nacional Solar está utilizando AO para examinar la corona del Sol con detalles sin precedentes.
La corona es la capa más externa del sol, que se extiende hacia el espacio durante millones de kilómetros. Inesperadamente, hace más calor que la capa debajo de él, el fotosfera. Los científicos llaman a esto el “problema de calefacción coronal”.
La corona está dominada por los poderosos campos magnéticos del sol y es la fuente de Ejecciones de masa coronal (CMES), que puede chocar con la magnetosfera de la Tierra, causando aurorae y tormentas geomagnéticas.
Dado que la corona es más tenue que la superficie del sol, es difícil observar. Es visible durante los eclipses solares totales cuando la luna Bloquea la fotosfera del sol y los coronagraphs basados en el espacio como el de la sonda solar Parker logra lo mismo imitando un eclipse.
Observar la corona del sol desde la Tierra es un desafío debido a la interferencia atmosférica. Óptica adaptativa Utiliza espejos deformables controlados por computadora para contrarrestar la interferencia y producir imágenes claras. Investigadores del Observatorio Solar Nacional de la Academia Nacional de Ciencias (NSO) y el Instituto de Tecnología de Nueva Jersey han desarrollado un sistema AO para el telescopio solar Goode de 1.6 metros para observar la corona con un detalle preciso y revelar su estructura fina.
Su trabajo se presenta en un nuevo artículo titulado “Observaciones de estructuras coronales finas con óptica adaptativa solar de alto orden.“Se publica en Nature Astronomy, y Dirk Schmidt, un científico de óptica adaptativa en el NSO, es el autor principal.
“Resolver estructuras finas en la corona del Sol puede proporcionar información clave sobre las erupciones rápidas y el calentamiento de la corona”, escriben los autores en su artículo de investigación. Señalan que si bien AO se ha utilizado en grandes telescopios durante dos décadas, ninguno ha podido ver la corona. “Aquí presentamos observaciones con ópticas adaptativas coronales que alcanzan el límite de difracción de un telescopio de 1.6 m para revelar detalles coronales muy finos”, escriben.
“Estas son, con mucho, las observaciones más detalladas de este tipo, que muestran características no observadas previamente, y no está muy claro lo que son”. -Vasyl Yurchyshyn, Center NJIT para la investigación solar-terrestre.
Las prominencias solares, los bucles y la lluvia están hechas de plasma. Comprenderlos y otros problemas sin resolver se basan en ver su excelente detalle. “¿Cómo se calienta el plasma en la corona a millones de kelvins cuando la superficie del sol es de solo 6,000 k?” Los autores preguntan. “¿Cómo y cuándo se activan las erupciones?”
La óptica adaptativa se basa en sensores de frente de onda y sus tecnologías y algoritmos habilitadores. Estos están disponibles para la fotosfera pero no han sido para la corona, hasta ahora.
“La turbulencia en el aire degrada severamente las imágenes de objetos en el espacio, como nuestro sol, visto a través de nuestros telescopios. Pero podemos corregir eso”, dijo Dirk Schmidt, científico de óptica adaptativa NSO, quien dirigió el desarrollo. “Es muy emocionante construir un instrumento que nos muestre el sol como nunca antes”, dijo en un presione soltar.
“Este avance tecnológico es un cambio de juego, hay mucho que descubrir cuando aumenta su resolución por un factor de 10”. Dirk Schmidt, Observatorio Solar Nacional.
Este video muestra una prominencia dinámica con un giro a gran escala junto con el material coronal de la lluvia.
La lluvia coronal es cuando los hilos de plasma coronal se enfrían y bajan hacia la superficie. “Las gotas de lluvia en la corona del sol pueden ser más estrechas que 20 kilómetros”, dijo el astrónomo de la NSO, Thomas Schad. “Estos hallazgos ofrecen una nueva visión de observación invaluable que es vital para probar modelos informáticos de procesos coronales”.
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“Estas son, con mucho, las observaciones más detalladas de este tipo, que muestran características no observadas previamente, y no está muy claro cuáles son”, dijo el coautor del estudio, Vasyl Yurchyshyn, profesor del Center NJIT para la investigación solar-terrestre.
Este video muestra una prominencia inactiva densa y genial con flujos internos complejos.
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El siguiente video muestra lluvia coronal posterior a la carne. Dado que la lluvia está hecha de plasma, sigue las líneas de campo magnético en lugar de líneas rectas. El video está hecho de las imágenes de la más alta resolución jamás capturadas.
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A pesar de su omnipresencia, todavía hay muchos científicos que no saben sobre el Sol. El problema de calefacción coronal es una de las cosas que espera una explicación. Esperan que resolver la estructura fina en el plasma conduzca a una respuesta.
Mientras que los telescopios solares han usado AO en el pasado, hubo limitaciones. Revelaron la superficie del sol en detalle, pero no su corona. Estos sistemas alcanzaron un nivel de precisión de 1,000 km hace décadas, pero se han estancado desde entonces.
“El nuevo sistema de óptica adaptativa coronal cierra esta brecha de décadas y ofrece imágenes de características coronales a 63 kilómetros de resolución: el límite teórico del telescopio solar Goode de 1.6 metros”, dijo Thomas Rimmele, tecnólogo jefe de la NSO que construyó las primeras ópticas adaptativas operativas para la superficie del sol y motivó el desarrollo.
Este nuevo sistema AO es un gran paso adelante para los científicos solares.
“Este avance tecnológico es un cambio de juego; hay mucho que descubrir cuando aumenta su resolución por un factor de 10”, dijo Schmidt.
El coautor del estudio, Philip Goode, profesor de investigación en NJIT-CSTR, dice que este sistema es transformador. El equipo está trabajando para implementarlo en el telescopio solar Daniel K. Inouye de la National Science Foundation en Hawai. Su espejo de 4 metros lo convierte en el telescopio solar más grande del mundo.
“Esta tecnología transformadora, que probablemente se adopta en los observatorios en todo el mundo, está listo para remodelar la astronomía solar en tierra”, dijo Goode.
“Con la óptica adaptativa coronal ahora en funcionamiento, esto marca el comienzo de una nueva era en la física solar, prometiendo muchos más descubrimientos en los años y décadas”.
Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. Leer el artículo original.