Como la mayoría de los cohetes que suenan solares, el segundo vuelo del instrumento FOXSI, abreviatura de Focusing Optics X-ray Solar Imager, duró 15 minutos, con solo seis minutos de recopilación de datos. Pero en ese corto tiempo El instrumento de vanguardia encontró la mejor evidencia hasta la fecha de un fenómeno que los científicos han estado buscando durante años:firmas de diminutas erupciones solares que podrían ayudar a explicar el misterioso calentamiento extremo de la atmósfera exterior del Sol.

FOXSI detectó un tipo de luz llamada rayos X duros, cuyas longitudes de onda son mucho más cortas que la luz que los humanos pueden ver, que es una firma de material solar extremadamente caliente. alrededor de 18 millones de grados Fahrenheit. Este tipo de temperaturas se producen generalmente en erupciones solares, poderosas ráfagas de energía. Pero en este caso, no hubo llamarada solar observable, lo que significa que el material caliente probablemente fue producido por una serie de llamaradas solares tan pequeñas que eran indetectables desde la Tierra:nanoflares. Los resultados se publicaron el 9 de octubre de 2017, en Astronomía de la naturaleza .

"La clave de este resultado es la sensibilidad en las mediciones de rayos X duros, "dijo Shin-nosuke Ishikawa, un físico solar en la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón, o JAXA, y autor principal del estudio. "Los instrumentos de rayos X duros del pasado no podían detectar regiones activas silenciosas, y la combinación de nuevas tecnologías nos permite investigar regiones activas silenciosas mediante rayos X duros por primera vez ".

Estas observaciones son un paso hacia la comprensión del problema del calentamiento coronal, que es como los científicos se refieren a las extraordinarias e inesperadas temperaturas altas en la atmósfera exterior del Sol, la corona. La corona es de cientos a miles de veces más caliente que la superficie visible del Sol, la fotosfera. Debido a que el Sol produce calor en su núcleo, esto va en contra de lo que uno esperaría inicialmente:normalmente la capa más cercana a una fuente de calor, la superficie del sol, en este caso, tendría una temperatura más alta que la atmósfera más distante.

"Si tienes una estufa y alejas la mano más, no esperas sentir más calor que cuando estabas cerca, "dijo Lindsay Glesener, gerente de proyecto de FOXSI-2 en la Universidad de Minnesota y autor del estudio.

La causa de estas altas temperaturas contradictorias es una cuestión pendiente en la física solar. Una posible solución al problema del calentamiento coronal es la constante erupción de diminutas erupciones solares en la atmósfera solar. tan pequeños que no se pueden detectar directamente. Además, estas nanoflares podrían producir suficiente calor para elevar la temperatura de la corona a los millones de grados que observamos.

Una de las consecuencias de las nanoflares serían bolsas de plasma sobrecalentado. El plasma a estas temperaturas emite luz en rayos X duros, que son notoriamente difíciles de detectar. Por ejemplo, El satélite RHESSI de la NASA, abreviatura de Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager, lanzado en 2002, utiliza una técnica indirecta para medir rayos X duros, limitando la precisión con la que podemos señalar la ubicación del plasma sobrecalentado. Pero con la óptica de vanguardia disponible ahora, FOXSI pudo utilizar una técnica llamada enfoque directo que puede rastrear dónde se originan los rayos X duros en el Sol.

"Es realmente una forma completamente transformadora de realizar este tipo de medición, ", dijo Glesener." Incluso en un experimento de cohete sonoro mirando al Sol durante unos seis minutos, teníamos una sensibilidad mucho mejor que una nave espacial con imágenes indirectas ".

Las mediciones de FOXSI, junto con datos de rayos X adicionales del observatorio solar JAXA y NASA Hinode, permiten al equipo decir con certeza que los rayos X duros provienen de una región específica del Sol que no tenía erupciones solares más grandes detectables. dejando nanoflares como el único instigador probable.

"Esta es una prueba de existencia para este tipo de eventos, "dijo Steve Christe, el científico del proyecto de FOXSI en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, y autor del estudio. "Básicamente, no hay otra forma de producir estos rayos X, excepto por plasma a alrededor de 10 millones de grados Celsius [18 millones de grados Fahrenheit]. Esto apunta a que estas pequeñas liberaciones de energía ocurren todo el tiempo, y si existen, deberían contribuir al calentamiento de la corona ".

Todavía quedan preguntas por responder, como:¿Cuánto calor liberan realmente las nanoflares en la corona?

"Esta observación en particular no nos dice exactamente cuánto contribuye al calentamiento coronal, "dijo Christe." Para resolver completamente el problema del calentamiento coronal, tendrían que estar sucediendo en todas partes, incluso fuera de la región que se observa aquí ".

Con la esperanza de construir una imagen más completa de las nanoflares y su contribución al calentamiento coronal, Glesener está liderando un equipo para lanzar una tercera iteración del instrumento FOXSI en un cohete sonoro en el verano de 2018. Esta versión de FOXSI utilizará nuevo hardware para eliminar gran parte del ruido de fondo que ve el instrumento. permitiendo mediciones aún más precisas.

También se seleccionó a un equipo dirigido por Christe para llevar a cabo un estudio conceptual que desarrolla el instrumento FOXSI para un posible vuelo espacial como parte del programa Pequeños Exploradores de la NASA.