El investigador principal adjunto Albert Shih (izquierda) y el investigador principal Steven Christe están haciendo una línea de base de una matriz de detectores de próxima generación que se muestra aquí para medir los rayos X para el generador de imágenes espectroscópicas de rayos X duros en la misión FOXSI propuesta. Crédito:NASA / W. Hrybyk
Un equipo de la NASA está avanzando en una misión para revelar detalles sin precedentes sobre las erupciones solares, poderosas erupciones que explotan con suficiente energía como para que cada una pueda alimentar a toda la Tierra durante 16, 000 años, y que, cuando es extremo, puede interferir con las comunicaciones por radio y los satélites cercanos a la Tierra.
La misión propuesta, Sensor de imagen solar de rayos X de óptica de enfoque, o FOXSI, fue una de las cinco propuestas que recibieron fondos de la Fase A en el marco del Programa Small Explorer de la NASA. La NASA también seleccionó otra misión Goddard, Mecanismos de eyección de masa energética-Explorer [enlace a MEME-X]. De los cinco Se espera que la NASA seleccione uno o dos para su desarrollo e implementación.
Aunque los científicos están familiarizados con los efectos de las erupciones solares, no comprenden completamente los mecanismos físicos que desencadenan estos estallidos de energía y luz, o el que alimenta las nubes asociadas de electrones e iones que pueden acelerarse hasta cerca de la velocidad de la luz.
Una vez desatado, las partículas afectan todas las capas atmosféricas del Sol. Pasan a través de la capa más externa del Sol, la corona donde también se sabe que se originan, y corren a través del sistema solar. Cuando viajan hacia la Tierra, las partículas y la energía pueden interferir con los sistemas de comunicaciones espaciales o incluso disparar la electrónica a bordo. Cuanto más comprendan los científicos este proceso, mayor conciencia de la situación tienen para proteger los activos en el espacio.
"FOXSI es muy nuevo y muy diferente, "dijo el investigador principal Steven Christe, un científico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, quien lidera el equipo multinacional FOXSI que desarrolla la misión satelital. "No habíamos hecho una misión como esta antes. Por primera vez, de hecho, vamos a observar la región donde los electrones se aceleran aplicando tecnología que fue desarrollada para estudiar las fuentes más débiles de la galaxia, pero que ahora apuntan al Sol ".
Técnica validada en misiones de sondeo de cohetes
Validado en múltiples misiones de cohetes de sondeo y globos científicos, FOXSI utilizará una nueva técnica de observación para una misión satelital dedicada a la energía solar. Empleará ópticas de incidencia rasante de alta resolución angular tradicionalmente utilizadas para estudiar potentes, objetos muy distantes en el universo.
Los detectores HEXITEC están pixelados, Detectores de estado sólido que registran fotones de rayos X individuales a altas tasas de conteo necesarias para las observaciones de llamaradas solares. Crédito:NASA / W. Hrybyk
Con esta técnica, La radiación de rayos X literalmente roza un conjunto de espejos curvos anidados dentro de un conjunto óptico, muy parecido a cómo una piedra roza la superficie de un estanque cuando se arroja. Luego, la radiación se enfoca muy rápido, detectores pixelados de estado sólido que miden cada fotón individual, incluida su llegada, energía, y posición en el cielo.
Se espera que la combinación de tecnologías dé como resultado una misión 20 veces más sensible, 10 veces más rápido en la obtención de imágenes de eventos de llamaradas solares, y de 10 a 100 veces mejor para obtener imágenes de las regiones relativamente débiles dentro de las llamaradas. La tecnología actual de vanguardia no puede detectar directamente la región de aceleración de partículas porque es demasiado débil, Christe agregó.
"Por primera vez, tendremos observaciones de alta calidad de las erupciones más grandes, que tienen el efecto más significativo en la Tierra, a las bengalas más pequeñas, "dijo el investigador principal adjunto Albert Shih, refiriéndose a los dos instrumentos avanzados que se basarían en la óptica de incidencia rasante para recoger la radiación de rayos X. "Estamos tratando de averiguar cómo se libera esta energía a diferentes escalas. ¿Los mismos mecanismos impulsan la gama completa de llamaradas"?
Otro objetivo científico, Christe agregó, es determinar el papel que juegan las pequeñas bengalas, también conocido como nanoflares, jugar en calentar la corona de un millón de grados. De acuerdo con él, son un candidato obvio para suministrar la energía necesaria para calentar la capa más externa del Sol.
FOXSI complementaría el generador de imágenes espectroscópico solar de alta energía Ramaty de la NASA, o RHESSI, Parado. Desde su lanzamiento en 2002, RHESSI ha observado miles de destellos de rayos X en un amplio campo de visión, desde rayos X suaves hasta rayos gamma de mayor energía.
"RHESSI nos dio una idea de la física que conduce a la liberación violenta de energía en el Sol, Christe dijo. "Con FOXSI deberíamos tener una visión clara de la ciencia fundamental que se lleva a cabo en los sitios de aceleración donde tiene lugar toda la acción, donde comienza el clima espacial ".
