Los científicos saben que un viento solar sale del Sol y se precipita hacia el vacío del espacio, golpeando constantemente la Tierra y los otros planetas con vendavales de partículas cargadas.

Simplemente nunca lo han visto, al menos no como un proceso conectado.

En lugar de, los científicos han confiado en un puñado de telescopios de observación solar, ninguno optimizado para ver el viento, para encajar las piezas del rompecabezas de cómo se desenvuelve el viento desde el sol, finalmente liberarse de los campos magnéticos de la estrella. La imagen desarticulada que pintan estos instrumentos, que en el mejor de los casos deja grandes puntos ciegos en los polos solares, dificulta determinar cómo evoluciona el viento.

Una constelación de cuatro microsatélites financiada recientemente, apodado PUNCH (polarímetro para unificar la corona y la heliosfera), cambiará eso.

"Con los instrumentos existentes, siempre hemos tenido que arreglar las cosas con lagunas intermedias, "dijo Sarah Gibson, director interino del Observatorio de Gran Altitud del Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas (NCAR), quién está coordinando los esfuerzos científicos de la misión. "PUNCH llena los vacíos y combina los datos de una manera que es completamente fluida y consistente. Todo se adapta al diseño".

PUNCH también ayudará a los investigadores a comprender mejor la estructura y la trayectoria de las eyecciones de masa coronal después de que surgen de la superficie del Sol. información que podría ser fundamental para mejorar los pronósticos de cómo estos fenómenos meteorológicos espaciales pueden afectar a la Tierra. Las eyecciones de masa coronal (CME) tienen el potencial de poner en peligro a satélites y astronautas, e interrumpir las comunicaciones por radio y GPS, y en su peor momento, desencadenan corrientes subterráneas que pueden destruir las redes eléctricas, pero el grado de impacto depende de su trayectoria alejándose del Sol y de cómo se orienta su campo magnético en relación con el de la Tierra.

PUÑETAZO, que está dirigido por el Southwest Research Institute (SwRI), fue seleccionado en junio por la NASA para ser financiado como una misión de Pequeños Exploradores (SMEX). La fecha de lanzamiento prevista para los satélites, cada uno de los cuales pesará alrededor de 100 libras una vez construido, es en 2022.

Aparte de NCAR y SwRI, otros socios de la misión incluyen el Laboratorio de Investigación Naval, Laboratorio Rutherford Appleton, y un equipo científico que abarca varios continentes.

Mapeando continuamente el viento

Los científicos llevan mucho tiempo sintiendo curiosidad por la transición entre la corona del Sol (o atmósfera exterior) y la heliosfera (la burbuja que rodea a todos los planetas y está impregnada por el viento solar). ¿Dónde empieza uno y acaba el otro?

Mientras el joven viento solar fluye a través de la corona, su comportamiento todavía está dominado por los campos magnéticos del Sol. Pero una vez que se escapa de la corona, su comportamiento cambia. Las observaciones del viento solar realizadas con el mosaico de los telescopios existentes sugieren que el viento se acelera y se vuelve más turbulento una vez que abandona la corona. haciéndolo parecer casi esponjoso. Ahora los científicos quieren saber la ubicación del límite, llamada Zona Alfvén, y si la esponjosidad, llamado floculación, en las observaciones se debe a un cambio real en el viento o simplemente a un subproducto de juntar datos de diferentes telescopios.

PUNCH está diseñado para responder estas preguntas. Son cuatro satélites del tamaño de una maleta, por primera vez, Mapear continuamente el flujo del viento solar joven desde la corona exterior a la heliosfera interior.

"Debido a que PUNCH tiene instrumentos combinados, podemos observar esa transición y saber si lo que estamos viendo se debe al instrumento o a la física fundamental, "Dijo Gibson.

Los instrumentos a bordo de los cuatro microsatélites son 10 veces más sensibles que cualquier telescopio anterior y su formación, con un satélite cerca y tres trabajando juntos para barrer un área más alejada, garantizará una vista continua.

Una vista tridimensional

Los instrumentos a bordo de PUNCH también observarán luz polarizada y no polarizada. La luz puede polarizarse cuando se dispersa de partículas en la atmósfera de la Tierra o el Sol. Medir la luz polarizada y contrastarla con la luz no polarizada puede dar a los científicos una visión tridimensional de la densidad y estructura de las partículas.

Esto puede resultar especialmente útil cuando se trata de determinar los impactos de una CME. La combinación de la información obtenida de imágenes polarizadas y no polarizadas de una CME podría permitir a los científicos determinar su trayectoria y comprender mejor su estructura. que a su vez, podría revelar la orientación de su campo magnético, Dijo Gibson.

Los satélites PUNCH tendrán dificultades para recopilar esta información sobre las CME lanzadas directamente hacia la Tierra, ya que están observando el Sol desde la propia órbita de la Tierra. Sin embargo, Las observaciones PUNCH de CME con trayectorias alejadas de la Tierra proporcionarán información única que puede informar los métodos futuros de predicción del clima espacial.

"Fotografiar el cielo con luz polarizada es la salsa secreta de la misión, "dijo el científico de SwRI Craig DeForest, Investigador principal de PUNCH. "Cuando la luz del sol rebota en los electrones, se polariza. Ese efecto de polarización nos permite medir cómo se mueven y evolucionan las características del viento solar en tres dimensiones, en lugar de solo un plano de imagen 2-D. PUNCH es la primera misión con la capacidad de sensibilidad y polarización para rastrear rutinariamente las características del viento solar en 3-D ".