El Observatorio Sunrise Proporciona Las Primeras Imágenes De Alta Resolución De La Cromosfera

Nueva percepción de la capa central de la atmósfera del sol

Foco en la cromosfera: estas imágenes muestran la capa entre la superficie del sol y la corona a una longitud de onda de 279,6 nanómetros. Izquierda: En esta tranquila región se puede ver un patrón típico: áreas oscuras rodeadas de bordes brillantes. Los puntos brillantes que destellan aquí y allá se pueden discernir bien. Derecha: cerca de las manchas solares, las imágenes muestran estructuras brillantes y estiradas. Los colores en estas imágenes representan la intensidad de la luz: amarillo significa una intensidad alta, negro una intensidad baja. MPS

El observatorio Sunrise proporciona las primeras imágenes de alta resolución de la cromosfera en luz ultravioleta.

Tres meses después del vuelo del observatorio solar en globo Sunrise, los científicos del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (MPS) en Alemania presentan ahora conocimientos únicos sobre la capa central de la atmósfera del Sol, la cromosfera. Los datos de Sunrise proporcionan las primeras imágenes de alta resolución de esta región, que se encuentra entre la superficie visible del Sol y la corona, en luz ultravioleta. De manera más prominente que en imágenes anteriores, las estructuras con un tamaño de unos pocos cientos de kilómetros, como puntos brillantes o fibrillas muy alargadas que se encuentran muy cerca de las manchas solares, se vuelven visibles en estas longitudes de onda.

La cromosfera aún continúa desconcertando a los científicos. ¿Cómo es posible que al aumentar la distancia del núcleo caliente del Sol, la temperatura en esta capa aumente en promedio 6000 Kelvin? “A primera vista, esta distribución de temperatura contradice los conceptos físicos básicos”, dice Sami K. Solanki, jefe de la misión Sunrise y director del MPS. La situación se puede comparar con una habitación con calefacción en la que se calienta al aumentar la distancia al calentador. “Al parecer, la cromosfera es testigo de enormes transformaciones energéticas”, añade. “Los procesos que aún no se comprenden en detalle deben proporcionar suficiente energía para calentar plasma . ” Los datos de la primera misión de Sunrise en 2009 habían revelado que las ondas acústicas suministraban una fracción considerable de esta energía. Además, la investigación llevada a cabo en los últimos años ha caracterizado a la cromosfera como un lugar muy dinámico donde las regiones cálidas y frías pueden estar muy próximas y están en constante movimiento.

“Para resolver este enigma es necesario observar lo más de cerca posible la cromosfera, en todas las longitudes de onda accesibles”, explica Solanki. Junto con colegas del Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik (Freiburg, Alemania), el Observatorio de Gran Altitud (Boulder, EE. UU.) Y el Instituto de Astrofísica de Andalucía (Granada, España), los investigadores de MPS pudieron ahora encajar otra pieza en el rompecabezas: las primeras observaciones de alta resolución de la cromosfera en luz ultravioleta.

Las imágenes fueron posibles gracias a Sunrise, un observatorio solar transportado por globos que estudia el Sol desde la estratosfera. Una vez que alcanza su altitud de flotación de más de 37 kilómetros, Sunrise se eleva por encima de la mayor parte de la atmósfera terrestre. Estas capas absorben la radiación ultravioleta del Sol, haciéndolo inaccesible para las observaciones solares desde tierra. A principios de junio de este año se lanzó Sunrise desde Kiruna en el norte de Suecia y se embarcó en su segundo viaje. Después de cinco días, el observatorio aterrizó en la remota península de Boothia en el norte de Canadá.

Primeras imágenes detalladas de la cromosfera

Ampliación del sol: las imágenes de la derecha muestran una región de la cromosfera muy próxima a dos manchas solares. Estas imágenes fueron tomadas el 16 de julio de 2013. NASA / SDO / MPS

“Por supuesto, en el pasado, las sondas espaciales han analizado la luz ultravioleta del Sol desde el espacio”, dice Solanki. Sin embargo, proporcionan una resolución espacial más baja. Y Sunrise ofrece otra ventaja decisiva: el Sunrise Filter Imager, uno de los instrumentos científicos a bordo, puede filtrar ciertas partes ultravioleta fuera del espectro solar, por ejemplo, la radiación con una longitud de onda de 279,6 nanómetros. “Solo los átomos de magnesio de la cromosfera emiten esta radiación”, dice Tino Riethmüller del MPS, autor principal del nuevo estudio. “Aunque el magnesio constituye solo el 0,0024 por ciento de la masa del Sol, nos da acceso directo a esta región”, agrega.

Los nuevos datos pintan una imagen compleja de la cromosfera: donde el Sol está tranquilo e inactivo, se pueden discernir regiones oscuras con un diámetro de alrededor de mil kilómetros rodeadas de bordes brillantes. Este patrón es creado por los enormes flujos de plasma que se elevan dentro del Sol, se enfrían y se hunden nuevamente. Especialmente llamativos son los puntos brillantes que parpadean ocasionalmente. En las imágenes ultravioleta tienen un contraste mucho más rico que antes. Los científicos creen que estos puntos brillantes son signos de tubos de flujo magnético únicos en la fotosfera, los componentes básicos del campo magnético solar. El campo magnético del Sol es de particular interés para los científicos, ya que es responsable de toda la actividad de la estrella.

Aparte de estas regiones tranquilas, los investigadores también se centraron en áreas cercanas a las manchas solares. Estas enormes estructuras cubren la superficie del Sol de manera especialmente abundante en épocas de alta actividad solar. “En nuestras imágenes encontramos estructuras brillantes y fuertemente alargadas llamadas fibrillas”, dice Riethmüller.

“Estos primeros análisis son muy prometedores”, comenta Solanki los nuevos resultados. “Demuestran que la radiación ultravioleta de la cromosfera es muy adecuada para visualizar estructuras y procesos detallados”. Los investigadores ahora esperan que los próximos meses proporcionen más conocimientos nuevos, y esperan una estrecha colaboración con colegas de NASA misión de IRIS. El telescopio espacial se lanzó el 28 de junio, solo unas semanas después del final de la misión Sunrise, y también estudia la radiación ultravioleta de la cromosfera y la corona.

Publicación : Aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal Letters

Copia en PDF del estudio : primeras imágenes de alta resolución del Sol en la línea 2796 Å Mg II k

Imagen: MPS; NASA / SDO / MPS

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