Espectros de polarización de la línea de hidrógeno Lyman-α del Sol tomados por el experimento del cohete sondeo CLASP. Crédito:NAOJ, JAXA, NASA / MSFC; Imagen de fondo a pleno sol:NASA / SDO
Por primera vez en el mundo Los científicos han explorado el campo magnético en la atmósfera solar superior observando la polarización de la luz ultravioleta del Sol. Lo lograron analizando los datos tomados por el experimento del cohete sonda CLASP durante su vuelo de 5 minutos en el espacio el 3 de septiembre. 2015. Los datos muestran que las estructuras de la cromosfera solar y la región de transición son más complicadas de lo esperado. Ahora que la espectropolarimetría ultravioleta, el método utilizado en el proyecto CLASP, se ha demostrado que funciona, se puede utilizar en futuras investigaciones de los campos magnéticos en la cromosfera superior y la región de transición para comprender mejor la actividad en la atmósfera solar.
Al analizar las características de la luz solar, los astrónomos pueden determinar cómo se ha emitido y dispersado en la atmósfera solar, y así determinar las condiciones en la atmósfera solar. Debido a que se cree que los campos magnéticos juegan un papel importante en varios tipos de actividad solar, se han realizado muchas mediciones precisas de los campos magnéticos en la superficie solar ("fotosfera"), pero no muchas observaciones han medido los campos magnéticos en la atmósfera solar sobre la superficie. Mientras se emite luz visible desde la fotosfera, La luz ultravioleta (UV) se emite y se dispersa en las partes de la atmósfera solar conocidas como cromosfera y región de transición. CLASP es un proyecto para investigar los campos magnéticos en la cromosfera superior y la región de transición, utilizando la línea de hidrógeno Lyman-α en UV.
El equipo internacional utilizó datos del espectropolarímetro CLASP, un instrumento que proporciona información detallada de longitud de onda (color) y polarización (orientación de las ondas de luz) para la luz que pasa a través de una ranura delgada. El lado izquierdo de la Figura 1 muestra la posición de la hendidura del espectropolarímetro en una imagen de fondo tomada por la cámara de mandíbula de hendidura a bordo CLASP; los diagramas del lado derecho muestran la longitud de onda y los datos de polarización.
La posición de la rendija del espectropolarímetro CLASP (izquierda) y el espectro de polarización de la cromosfera solar superior y la región de transición (derecha). Crédito:NAOJ, JAXA, NASA / MSFC
Los investigadores descubrieron que la línea de hidrógeno Lyman-α del Sol en realidad está polarizada. Algunas de las características de polarización coinciden con las predichas por los modelos de dispersión teóricos. Sin embargo, otros son inesperados, lo que indica que las estructuras de la cromosfera superior y la región de transición son más complicadas de lo esperado. En particular, el equipo descubrió que la polarización variaba en una escala espacial de 10 a 20 segundos de arco (una centésima - una quincuagésima parte del radio solar).
Además del proceso de dispersión, Los campos magnéticos también pueden afectar la polarización. Para investigar si la polarización medida se vio afectada por el campo magnético, el equipo observó 3 rangos de longitud de onda diferentes:el núcleo de la línea de hidrógeno Lyman-α (121.567 nm), cuya polarización se ve afectada incluso por un campo magnético débil; una línea de emisión de silicio ionizado (120,65 nm) cuya polarización sólo se ve afectada por un campo magnético relativamente fuerte; y el ala de la línea espectral de hidrógeno Lyman-α, que no es sensible a los cambios de polarización inducidos magnéticamente. El equipo analizó estas 3 polarizaciones por encima de 4 regiones de la superficie solar con diferentes flujos magnéticos (regiones A, B, C, y D en la Figura 1). Los resultados trazados en la Figura 2 demostraron que las grandes desviaciones de la polarización de dispersión esperada en el núcleo Lyman-α y la línea de silicio se deben de hecho a los campos magnéticos, porque la polarización del ala Lyman-α permanece casi constante.
Estos resultados que hacen época son los primeros en mostrar directamente que existen campos magnéticos en la región de transición. También demuestran que la espectropolarimetría ultravioleta es eficaz para estudiar los campos magnéticos solares. Es más, Estos resultados han demostrado que los experimentos de cohetes sonoros como CLASP pueden desempeñar un papel importante en el desarrollo de nuevas técnicas, a pesar de que son de pequeña escala y de corto plazo en comparación con los satélites.
Comparación de la polarización de 3 líneas espectrales con diferentes sensibilidades a los campos magnéticos. A, B, C, y D corresponden a las áreas etiquetadas en la Figura 1. Crédito:NAOJ
Dr. Ryoko Ishikawa, científico del proyecto para el equipo CLASP japonés, describe la importancia de los resultados, "La observación exitosa de la polarización indicativa de campos magnéticos en la cromosfera superior y la región de transición significa que la espectropolarimetría ultravioleta ha abierto una nueva ventana a tales campos magnéticos solares, permitiéndonos ver nuevos aspectos del Sol ".
Estos resultados aparecen como "Descubrimiento de la dispersión de la polarización en la línea de hidrógeno Lyα de la radiación del disco solar" por R. Kano, et. Alabama. en el Cartas de revistas astrofísicas en abril de 2017 y "Indicación del efecto Hanle al comparar la polarización de dispersión observada por CLASP en las líneas Lyman-α y Si III de 120,65 nm" por R. Ishikawa, et. Alabama. en El diario astrofísico en mayo de 2017.
