El Extreme Ultraviolet Imager (EUI) de la nave espacial Solar Orbiter de la ESA tomó estas imágenes el 30 de mayo de 2020. Muestran la apariencia del sol en una longitud de onda de 17 nanómetros. que se encuentra en la región ultravioleta extrema del espectro electromagnético. Las imágenes a esta longitud de onda revelan la atmósfera superior del sol, la corona, con una temperatura de alrededor de un millón de grados. Crédito:[menos] Equipo Solar Orbiter / EUI (ESA y NASA); CSL, IAS, MPS, PMOD / WRC, ROBAR, UCL / MSSL
Solo unos meses después de su lanzamiento, Solar Orbiter de la ESA ha capturado imágenes del sol desde una distancia previamente inalcanzable. Entre otras cosas, estas imágenes revelan estructuras en la atmósfera del sol que posiblemente podrían interpretarse como las llamadas nanoflares, ráfagas de radiación muy pequeñas. Las imágenes de los seis instrumentos de teledetección publicados hoy fueron tomadas en los días anteriores y posteriores al 15 de junio. cuando la nave espacial alcanzó el punto más cercano al sol en su órbita actual. Solo 77 millones de kilómetros separan la sonda de nuestra estrella. Aunque esta fase inicial de la misión tiene como objetivo principal la puesta en servicio de los instrumentos, los datos ya proporcionan una evidencia impresionante de la visión única y completa del Sol de Solar Orbiter, desde los campos magnéticos en la superficie hasta las partículas que fluyen hacia el espacio. El Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (MPS) en Alemania es un socio importante de la misión y participa de manera significativa en cuatro de los instrumentos.
Uno de estos instrumentos es el Extreme Ultraviolet Imager (EUI), al que el MPS ha contribuido con uno de los tres telescopios. El instrumento mira a diferentes capas de la corona, el caliente, atmósfera exterior del sol, que emite principalmente luz ultravioleta. Dado que la luz ultravioleta se absorbe en gran medida en la atmósfera de la Tierra, ni siquiera está disponible para los telescopios solares más grandes y poderosos de la Tierra. Por lo tanto, EUI ya ofrece la vista más nítida de esta región solar.
En la luz ultravioleta de onda particularmente corta, Las imágenes de EUI muestran pequeñas, puntos brillantes, apenas más de 700 kilómetros de diámetro. Los científicos creen que es posible que se trate de las llamadas nanoflares, Versiones mucho más pequeñas de los enormes estallidos de radiación de nuestra estrella, que se extienden hacia el espacio y pueden tener un impacto incluso en la Tierra. "En imágenes tomadas por otras sondas espaciales hemos visto las más grandes de estas nanoflares antes", Dr. Udo Schühle, científico de MPS, Co-Investigador Principal de EUI, explica. Sin embargo, Los científicos ahora se sorprenden de la frecuencia con la que este fenómeno parece ocurrir. "Aparentemente, la corona está llena de llamaradas tan pequeñas, "dice Schühle.
Estas imágenes solares han sido producidas por el generador de imágenes de alta resolución, HRI LYA telescopio, que forma parte del instrumento Extreme Ultraviolet Imager (EUI) de la nave espacial Solar Orbiter de la ESA. Las imágenes muestran la atmósfera solar debajo de la corona caliente en una longitud de onda de 121,6 nanómetros. Esta sección de la atmósfera inferior del Sol tiene una temperatura de entre diez mil y cien mil grados Kelvin. El patrón es producido por movimientos convectivos debajo, pero las características brillantes individuales dentro de este patrón pueden corresponder a las huellas de estructuras magnéticas más arriba en la corona. Crédito:Solar Orbiter / EUI Team (ESA y NASA); CSL, IAS, MPS, PMOD / WRC, ROBAR, UCL / MSSL
Por esta misma razón, nanoflares podría ofrecer una explicación de las temperaturas misteriosamente altas en la corona. A un millón de grados son 200 veces más altos que los de la fotosfera de abajo. Para comprender qué causa las nanoflares y cómo suministran energía a la corona, es necesario mirar en capas más profundas. También se pueden encontrar rastros de los puntos brillantes en las imágenes EUI de la corona inferior. Esta región es fotografiada por uno de los telescopios de alta resolución de EUI, que fue desarrollado y construido en MPS.
Pero, ¿cómo surgen estos fenómenos? ¿Qué procesos en la superficie del sol son responsables? ¿Y qué papel juegan los campos magnéticos de nuestra estrella? Responder a estas preguntas es la fuerza de Solar Orbiter. Seis instrumentos de imagen con un total de diez telescopios miran diferentes capas del sol, desde la superficie visible, a través de la fotosfera y la corona, a la región de transición entre la atmósfera solar y la heliosfera interior. Cuatro instrumentos más, los llamados instrumentos in situ, medir el viento solar en la ubicación de la nave espacial. Más que cualquier otra misión anterior, Solar Orbiter es capaz de correlacionar todas estas regiones y fenómenos entre sí, proporcionando así una vista única y completa del sol en su conjunto.
El generador de imágenes polarimétrico y heliosísmico (PHI) desarrollado y construido en MPS mira hacia la superficie del sol. "Las estructuras magnéticas en la superficie del sol reveladas por PHI son la fuerza impulsora detrás de todos los procesos observados por Solar Orbiter en las capas solares exteriores, "dice el Director de MPS, el Prof. Dr. Sami K. Solanki, Investigador principal de PHI. De la fuerza y la dirección de los campos magnéticos en la superficie solar, los investigadores pueden calcular cómo continúan los campos magnéticos en las capas externas del sol. Los primeros cálculos de este tipo ya están disponibles y pueden ayudar a explicar los procesos observados en la fotosfera y la corona.
Imágenes del Imager polarimétrico y heliosísmico (PHI). La columna de la izquierda muestra el sol en luz visible. Arriba:esta imagen fue tomada el 18 de junio de 2020 y muestra todo el disco solar. Dado que el sol está bastante inactivo actualmente, no se ven manchas solares. A continuación se muestra un primer plano tomado por el telescopio PHI de alta resolución desde el 28 de mayo de 2020. El área tiene un tamaño de aproximadamente 200 000 km x 200 000 km y se encuentra en el centro del sol. La imagen muestra el patrón de granulación del sol creado por el movimiento del plasma caliente debajo de la superficie visible del sol. La columna del medio muestra los campos magnéticos del sol. La columna de la derecha muestra la velocidad a la que el plasma solar se acerca o se aleja del observador. El cambio de azul a rojo dentro de las imágenes puede explicarse por la rotación del sol. Crédito:Solar Orbiter / PHI Team / ESA &NASA
Las imágenes PHI también muestran una región activa en la superficie del sol. Estas regiones vecinas de polarización magnética opuesta suelen ser el punto de partida de las manchas solares. A diferencia de la mayoría de las sondas solares en el espacio que miran al sol desde un lugar cercano a la Tierra, Solar Orbiter ya tenía una perspectiva completamente nueva en ese momento. Unos 70 grados separaron la sonda de la línea de visión entre el sol y la Tierra. "De la tierra, esta región activa no era visible, "Dice Solanki.
A pesar de estos hallazgos y éxitos iniciales, las imágenes actuales aún no forman parte de la campaña de medición científica de Solar Orbiter. Para los instrumentos de teledetección, esto no comenzará hasta 2022 a una distancia mucho más corta del sol. "En las últimas semanas, el enfoque principal ha sido probar cómo se comportan nuestros instrumentos en condiciones espaciales reales, "explica el Dr. Johann Hirzberger, PHI del científico de operaciones. Además de PHI y EUI, los otros dos instrumentos con participación de MPS también han demostrado su valía. El generador de imágenes espectral del entorno coronal (SPICE) y el Coronagraph Metis también examinan el calor, capa exterior del sol y proporcionar más piezas del rompecabezas a la imagen general.
"SPICE escanea la corona pieza por pieza y descompone la luz ultravioleta capturada en sus longitudes de onda individuales, "explica el profesor Dr. Hardi Peter, científico de MPS, Co-Investigador Principal de SPICE. Esto permite sacar conclusiones sobre la abundancia de ciertos elementos en la corona. Estas investigaciones, también, mostrar la fuerza de Solar Orbiter. El instrumento in situ Solar Wind Analyzer (SWA) analiza la frecuencia de los mismos elementos en el viento solar. "Esto nos permite comprender qué les sucede a las partículas en su camino desde la corona al espacio, "dice Peter.
Imágenes tomadas por PHI. La imagen superior izquierda se tomó el 18 de junio de 2020 utilizando el telescopio de disco completo PHI. Muestra el sol como se vería a simple vista. Actualmente nuestra estrella más cercana está magnéticamente silenciosa, lo que significa que no hay manchas solares visibles. Esto no quiere decir que no haya campos magnéticos que atraviesen la superficie solar y la atmósfera. La imagen de abajo a la izquierda fue tomada el 28 de mayo de 2020 con el PHI, Telescopio de alta resolución. Es un magnetograma que abarca un área de aproximadamente 200 000 km x 200 000 km en la superficie solar. Las pequeñas estructuras que se ven son regiones magnéticas de polaridad norte y sur, algunos de los cuales tienen tamaños de unos 1000 km. La imagen inferior derecha muestra una extrapolación de las líneas del campo magnético que emanan de las estructuras magnéticas a la atmósfera solar superior. que las imágenes del telescopio EUI. La imagen superior derecha muestra la apariencia visible de este parche en la superficie del sol. El patrón de granulación representa los flujos ascendentes y descendentes de calor, gas cargado eléctricamente, conocido como plasma, que ocurre debajo de la superficie visible del sol. Crédito:Solar Orbiter / PHI Team / ESA &NASA
El coronógrafo Metis hace visible la región de transición entre la corona y la heliosfera interior. A diferencia de otros coronógrafos en el espacio, el instrumento genera las imágenes correspondientes en pocos minutos y, por lo tanto, también puede revelar procesos dinámicos. "Nuestra resolución espacial ya supera la de otros coronógrafos en el espacio, "dice el Dr. Luca Teriaca, científico de MPS, Co-Investigador Principal de Metis.
Todos los instrumentos están presenciando actualmente un sol muy tranquilo. Solo en los próximos años, cuando nuestra estrella haya pasado por su mínimo actual de actividad, Se espera que vuelva a ser más dinámico. Los instrumentos de detección remota de Solar Orbiter comenzarán su campaña científica y luego tendrán una vista única de los fuegos artificiales solares.
