Un telescopio solar que captura imágenes de todo el disco del Sol, monitorear las erupciones que tienen lugar simultáneamente en diferentes campos magnéticos tanto en la fotosfera como en la cromosfera, ahora se está instalando junto al Telescopio Solar Goode (GST) en el Observatorio Solar Big Bear (BBSO) de NJIT, con sede en California.

El telescopio SOLIS (Investigaciones ópticas sinópticas a largo plazo del sol), recopila imágenes de tres instrumentos separados durante años e incluso décadas, en lugar de minutos u horas, Brindar a los científicos una visión integral de la actividad solar, como las erupciones y las inyecciones de masa coronal a largo plazo. Complementará el GST, que reúne imágenes de alta resolución de explosiones individuales con tal detalle que los investigadores están comenzando a desvelar las operaciones mecánicas que las desencadenan.

"Con esta importante adición, BBSO se convierte en un sitio de observación integral que ofrece no solo observaciones solares de alta resolución, sino también datos globales de nuestra estrella, "señala Wenda Cao, profesor de física del NJIT y director de BBSO. "Al monitorear las variaciones en el Sol de manera continua durante varias décadas, entenderemos mejor el ciclo de actividad solar, liberaciones repentinas de energía en la atmósfera solar, flujos de irradiancia solar, o brillo, y su relación con el cambio global en la Tierra ".

A principios de este mes, BBSO recibió una subvención de $ 2.3 millones de la National Science Foundation (NSF) que financiará el estudio científico continuo del Sol utilizando el GST de 1.6 metros en Big Bear. que es actualmente el telescopio solar de mayor resolución del mundo.

"GST seguirá desempeñando un papel crucial, papel de liderazgo en el avance de los estudios solares hasta el final de esta década y más allá. Obtendremos, analizar e interpretar los datos solares de mayor resolución jamás tomados, mientras desarrolla y aplica herramientas analíticas para atacar una serie de problemas de vanguardia en la investigación solar, "dice Cao, investigador principal de la subvención. "Esta subvención de la NSF es extremadamente importante; nos permite mantener las operaciones del telescopio, el talentoso equipo de ingeniería actual y la investigación avanzada en BBSO y en el campus de NJIT. Junto con otras subvenciones, Proporcionará la base vital fundamental para permitir toda la ciencia, instrumentación y educación asociadas con la instalación ".

"La incorporación de SOLIS en el Observatorio Solar Big Bear beneficia enormemente a la comunidad de meteorología espacial en general, "agrega Andrew Gerrard, el director del Centro de Investigación Solar-Terrestre del NJIT, que opera BBSO, la matriz solar de Owens Valley cerca de Big Pine, Calif., el instrumento RBSPICE de la NASA Van Allen Probes, e instrumentos geoespaciales en todo el mundo. "Los datos de este grupo de instrumentos respaldarán tanto los pronósticos meteorológicos espaciales como la física solar fundamental, que proporcionan componentes importantes del Plan de Acción Nacional de Clima Espacial de 2015 ".

SOLIS, que fue desarrollado por el Observatorio Solar Nacional (NSO), un consorcio de investigación académica con el respaldo de la NSF, se muda a Big Bear desde su sitio actual en Tucson, Ariz., porque la organización se está trasladando de sus instalaciones en Nuevo México y Arizona a nuevas ubicaciones en Hawai y Colorado. Big Bear se consideró un lugar ideal para SOLIS, debido a que el lago suprime la turbulencia atmosférica a nivel del suelo causada por las térmicas de calentamiento, ofreciendo un "ver" excepcional durante largos períodos al día en sus más de 286 días soleados al año.

SOLIS es un conjunto de tres instrumentos innovadores que mejoran enormemente las observaciones solares sinópticas terrestres. El espectromagnetografo vectorial de 50 cm es un compacto, polarímetro vectorial de alto rendimiento con espejo secundario activo, un espectrógrafo de rejilla controlado activamente y dos cámaras de alta velocidad con matrices de plano focal híbrido de multiplexor de silicio en CMOS. Medirá la fuerza y ​​la dirección del campo magnético sobre el disco solar completo en 15 minutos. La patrulla de disco completo de 14 cm toma imágenes de disco completo del Sol en varios colores a una alta cadencia a través de filtros birrefringentes sintonizados con cristal líquido. El espectrómetro de luz solar integrado de 8 mm utiliza un espectrógrafo alimentado por fibra para medir cambios diminutos del espectro del Sol como si fuera una estrella distante. Un alto grado de automatización y control remoto proporciona al usuario un acceso rápido a los datos y una interacción flexible con el proceso de recopilación de datos.

"SOLIS continúa con un registro de 45 años de datos sobre el comportamiento del campo magnético del Sol que originalmente comenzó en Kitt Peak, Arizona. También es el proveedor de datos consistente más largo sobre la dirección del campo magnético en la fotosfera, que se remonta a 2003. SOLIS ahora proporciona observaciones únicas de la fuerza y ​​la dirección del campo magnético en la cromosfera, una capa importante de la atmósfera solar donde el campo magnético cambia abruptamente de dirección de principalmente vertical a principalmente horizontal, "dice Frank Hill, director asociado de la OSN.

Él agregó, "Estos datos mejoran nuestros modelos del comportamiento de la corona solar, particularmente cuando ocurren brotes. Los datos también son una entrada importante para los modelos de la dirección del campo magnético dentro de una eyección de masa coronal (CME) cuando golpea la magnetosfera de la Tierra; este es un indicador crítico de la fuerza de la tormenta geomagnética posterior que puede afectar negativamente a nuestra tecnología ".

La variabilidad del Sol, particularmente su ciclo de actividad, es cada vez más importante para la vida en la Tierra a medida que la sociedad se vuelve cada vez más dependiente de la tecnología en la vida diaria.

Telecomunicaciones Navegacion GPS, satélites vuelos espaciales con astronautas a bordo, Los pasajeros de las aerolíneas y la red eléctrica son vulnerables a los daños y las interrupciones causadas por la actividad solar. El Sol también es un impulsor del clima de la Tierra, por lo que es necesario observar su variabilidad. Algunos aspectos de los cambios del Sol son predecibles, como el ciclo de manchas solares de 11 años, pero los detalles no están bien modelados.

El año pasado, Haimin Wang, profesor distinguido de física en NJIT, y sus colegas publicaron algunas de las primeras vistas detalladas del GST de los mecanismos que pueden desencadenar erupciones solares, liberaciones colosales de energía magnética en la corona del Sol que despachan partículas energizadas capaces de penetrar la atmósfera de la Tierra en una hora e interrumpir los satélites en órbita y las comunicaciones electrónicas en el suelo.

A principios de este año, un equipo de físicos dirigido por Gregory Fleishman de NJIT descubrió un fenómeno que puede comenzar a desenredar lo que ellos llaman "uno de los mayores desafíos para el modelado solar":determinar los mecanismos físicos que calientan la corona, o atmósfera superior, a 1 millón de grados Fahrenheit y más.

Invisible para el ojo humano, excepto cuando aparece brevemente como un halo de plasma ardiente durante un eclipse solar, la corona sigue siendo un enigma incluso para los científicos que la estudian de cerca. A partir del 1, 300 millas de la superficie de la estrella y extendiéndose millones más en todas direcciones, es más de cien veces más caliente que las capas inferiores mucho más cercanas al reactor de fusión en el núcleo del Sol.

Wang dijo que los recientes avances técnicos en Big Bear permitirán nuevas e innovadoras mediciones del magnetismo del Sol.

"Hemos desarrollado una forma de procesar las mediciones de GST de los campos magnéticos del Sol utilizando un software sofisticado que nos brinda perfiles de espectro de la luz emitida por los átomos que pasan de un estado energético a otro. Cuando se invierte, estos perfiles nos permiten obtener la fuerza y ​​dirección de los campos magnéticos, "señala Wang, agregando, "Tanto BBSO como SOLIS observan la cromosfera solar a través de las líneas de espectro formadas por átomos de hidrógeno excitados, lo que nos permite monitorear actividades solares como filamentos, manchas solares regiones brillantes del Sol y llamaradas. Pero los dos instrumentos capturan imágenes de estructuras solares en diferentes longitudes de onda ".

Big Bear está abierto a científicos de todo el mundo, mientras que un tercio de su tiempo de observación está reservado para investigadores y estudiantes del NJIT. Los datos de SOLIS se publicarán en Internet para que todos los vean. Cao dijo que espera que el telescopio obtenga la primera luz este verano.