Primero todo parece tranquilo. Repentinamente, un destello brillante ilumina el telescopio. En un instante, chorros de plasma sobrecalentado florecen contra la negrura del espacio.

Visto desde la Tierra las llamaradas solares dan un espectáculo elegante. Pero estas cintas de plasma danzantes son la metralla de violentas explosiones. El proceso energético que los alimenta, conocida como reconexión magnética, no solo enciende bengalas. La reconexión magnética da forma al comportamiento del plasma, o gas electrificado, que constituye más del 99% del universo observable. Sin embargo, las payasadas de la reconexión magnética se comprenden sólo en parte, y las erupciones en el Sol se encuentran entre los mejores lugares para estudiarlas.

Por eso Charles Kankelborg, físico espacial de la Universidad Estatal de Montana en Bozeman, está lanzando el espectrógrafo de imágenes instantáneas ultravioleta extrema, o ESIS, cohete que suena.

ESIS tomará un vuelo de 15 minutos sobre la atmósfera de la Tierra para observar erupciones en una capa del Sol llamada región de transición. Observando cambios sutiles en la luz, ESIS rastreará estas explosiones hasta su origen. El objetivo es evaluar si florecen desde un solo punto, o, en su lugar, dispara desde muchos lugares desconectados. El cohete financiado por la NASA se lanzará desde White Sands Missile Range en Nuevo México el 24 de septiembre. 2019.

Espiar miniexplosiones

Las erupciones solares se documentaron por primera vez en 1859, pero pasaron otros noventa años antes de que los científicos propusieran que la reconexión magnética era el detonante.

La reconexión magnética ocurre cuando dos líneas de campo magnético opuestas chocan entre sí y se reconfiguran explosivamente. Cuando ocurre en brotes, el resultado es un destello brillante, con efectos que pueden llegar a la Tierra. Las llamaradas solares emiten rayos X de luz y partículas energéticas que, si está dirigido a la Tierra, puede poner en peligro a astronautas y satélites.

El problema de usar bengalas para estudiar la reconexión magnética es lo impredecibles que son. "Es muy difícil programar un destello durante el lanzamiento, "dijo Kankelborg, risa. "Pero puede lanzarse en cualquier momento y ver muchas explosiones en la región de transición".

La región de transición solar es una franja de Sol de sesenta millas de espesor intercalada entre dos extremos. Por un lado está el comparativamente genial, Superficie solar de 10 mil grados Fahrenheit. En el otro, la atmósfera exterior sobrecalentada unas 300 veces más caliente. La región de transición alberga una gran cantidad de erupciones magnéticas que, aunque más pequeño que las bengalas, ocurren con mucha más frecuencia.

De la tierra, la mayoría de estas erupciones se ven directamente, un ángulo menos que ideal que los hace mezclarse con muchos otros puntos brillantes del sol. Para encontrar erupciones genuinas, el equipo de ESIS utiliza una técnica muy utilizada conocida como desplazamiento Doppler, pero de una manera adaptada a eventos explosivos.

Comienzan con el hecho de que los gases a ciertas temperaturas emiten longitudes de onda de luz únicas, conocido como sus líneas espectrales. Por ejemplo, alrededor de los 90, 000 grados Fahrenheit, El helio ionizado, que ha perdido uno de sus dos electrones, emite luz a una longitud de onda de 30,4 nanómetros. Esa longitud de onda es como la huella digital de helio, una forma de saber que está ahí desde lejos.

Cuando los gases se mueven, sus líneas espectrales se mueven con ellos. Este es el desplazamiento Doppler. Cuando se te acerca un gas, su longitud de onda cambia al azul, o arrugado hacia el extremo más azul del espectro. 30,4 nanómetros podrían convertirse en 30,39 nanómetros, ligeramente más cortos. La luz de una fuente que se aleja rápidamente se extiende, o corrido al rojo, volviéndose un poco más rojo.

El cambio Doppler les dice a los científicos si una fuente de luz va o viene. Pero, ¿qué pasa cuando explota?

Cuando los espectros explotan

Dependiendo de la forma de la explosión, una línea espectral puede dividirse en dos, o ampliarse en una gran protuberancia. Cuál haga ayudará al equipo de ESIS a responder su pregunta principal:si la reconexión magnética es ordenada, o desordenado.

La evidencia hasta ahora es mixta. En un vuelo anterior en cohete, El ex alumno de Kankelborg, Tom Rust, observó explosiones que se dividieron limpiamente en dos. Los resultados apoyaron el modelo ordenado. "Pero eso no es terriblemente concluyente, porque solo buscábamos una longitud de onda, ", dijo Kankelborg. Un conjunto de datos más diverso podría contar una historia diferente. De hecho, el espectrógrafo de imágenes de la región de interfaz o el satélite IRIS, en el que Kankelborg es co-investigador, ha visto evidencia de líneas espectrales ensanchadas, apoyando el modelo desordenado. Dado que se trataba de observaciones de diferentes explosiones, hacer una comparación es difícil.

El próximo vuelo de ESIS será la primera oportunidad para aclarar exactamente lo que están viendo. El equipo del cohete está coordinando sus observaciones con el IRIS de la NASA y la misión JAXA / NASA Hinode para ver estas explosiones desde todos estos observatorios a la vez.

"Si logramos ver los mismos eventos explosivos con todos estos instrumentos, tendremos una vista increíblemente completa, "dijo Kankelborg.

ESIS se lanzará en un cohete de sondeo Black Brant IX a una altitud estimada de 160 millas de altura, durante cinco minutos de tiempo total de observación. El cohete observará líneas espectrales de tres elementos diferentes a temperaturas entre 8, 500 grados F y 1.8 millones de grados F.Después del vuelo, El paracaídas de la carga útil se desplegará cuando regrese a la superficie para su recuperación.