Los secretos de las erupciones solares revelados
Nuevas técnicas ayudan a los científicos a captar detalles de las erupciones solares que nunca se habían visto antes.
Hannah Collier, Laura A. Hayes, Stefan Purkhart, Säm Krucker, Daniel F. Ryan, Vanessa Polito, Astrid M. Veronig, Louise K. Harra, David Berghmans, Emil Kraaikamp, Marie Dominique, Laurent R. Dolla, Cis Verbeeck
― 6 minilectura
Tabla de contenidos
- ¿Qué Son las Llamaradas Solares?
- Por Qué Importan las Observaciones Actuales
- El Solar Orbiter y Su Papel
- Cómo Funcionan las Observaciones de Corta Exposición
- Los Datos Recopilados Hasta Ahora
- Estudios de Caso Notables
- STX2023-07-16T04:32: La Grande
- STX2022-11-13T06:18: Un Show Estándar
- STX2023-04-22T22:21: Filamento Eruptivo
- Conclusión: La Importancia de las Observaciones de Corta Exposición
- Fuente original
- Enlaces de referencia
Las llamaradas solares son como fuegos artificiales que pasan en el Sol, pero en vez de colores brillantes iluminando el cielo, sueltan una cantidad masiva de energía y partículas al espacio. Estas llamaradas pueden afectar satélites, astronautas e incluso redes eléctricas en la Tierra. Entender cómo funcionan estas llamaradas es clave para mantener todo funcionando bien.
¿Qué Son las Llamaradas Solares?
Las llamaradas solares son explosiones repentinas de energía causadas por el campo magnético del Sol que se enreda y de repente vuelve a su lugar. Esta Liberación de energía puede acelerar partículas a altas velocidades y crear emisiones intensas en todo el espectro, incluyendo luz ultravioleta (UV) y rayos X.
Imagina el Sol como una bola gigante de energía; cuando se emociona demasiado, suelta una llamarada, lanzando material al espacio. Estas llamaradas vienen en diferentes tamaños, siendo las más grandes clasificadas como llamaradas de clase X. Las más pequeñas se conocen como llamaradas de clase C o M.
Por Qué Importan las Observaciones Actuales
Tradicionalmente, los científicos dependían de instrumentos que tomaban imágenes de larga exposición. Estas exposiciones largas son útiles, pero pueden causar problemas. Cuando ocurre una llamarada brillante, los instrumentos pueden quedar abrumados por demasiada luz. Esta saturación significa que perdemos detalles importantes en las imágenes, como ver las estructuras más finas de la llamarada.
Para solucionar esto, los nuevos instrumentos están usando técnicas de corta exposición. Al tomar imágenes rápidamente, pueden capturar la actividad de la llamarada sin cegarse con el brillo.
El Solar Orbiter y Su Papel
Para estudiar mejor estas llamaradas solares, se lanzó el Solar Orbiter. Esta nave espacial se acerca bastante al Sol, permitiéndole reunir un montón de información. Tiene varios instrumentos a bordo, incluyendo uno llamado el Imager de Ultravioleta Extrema (EUI). Este instrumento puede tomar diferentes imágenes en varios tiempos de exposición, dando a los científicos una vista más clara de lo que sucede durante una llamarada solar.
El Solar Orbiter viaja en una órbita elíptica alrededor del Sol, incluso pasando tiempo en el lado lejano donde no podemos verlo desde la Tierra. Aquí es donde la técnica de corta exposición se vuelve super útil porque permite capturar imágenes de llamaradas que de otro modo no veríamos.
Cómo Funcionan las Observaciones de Corta Exposición
Para explicar cómo funcionan las observaciones de corta exposición, piensa en ello como tomar fotos en una fiesta. Si usas una larga exposición, podrías obtener una imagen borrosa porque todos se están moviendo. Pero, si tomas instantáneas rápidas, puedes capturar los mejores movimientos de todos sin desenfoque.
En el caso del Solar Orbiter, las imágenes se toman muy rápido, a veces tan rápido como 0.2 segundos. Antes de cada imagen normal, se toma una rápida "dummy" para reiniciar los sensores, permitiendo que la siguiente imagen sea lo más clara posible. De esta manera, los detalles más brillantes durante una llamarada no se convierten solo en un bulto blanco brillante.
Los Datos Recopilados Hasta Ahora
Desde que empezaron estas observaciones, se han registrado más de 9,000 llamaradas, lo que permite a los científicos ver cómo evolucionan con el tiempo. Las imágenes de corta exposición revelan estructuras diminutas dentro de las llamaradas que las imágenes de larga exposición no capturan. Es como un cofre del tesoro escondido de información esperando a ser explorado.
Estudios de Caso Notables
STX2023-07-16T04:32: La Grande
Una de las llamaradas más grandes registradas se observó el 16 de julio de 2023. Fue tan poderosa que se clasificó como una llamarada X9. Debido a que el Solar Orbiter estaba en un ángulo único, esta llamarada no pudo verse desde la Tierra. Sin embargo, las imágenes de corta exposición revelaron cambios rápidos en el brillo de la llamarada, mostrando que había explosiones de energía ocurriendo.
Las imágenes capturaron las cintas de llamarada, que son los caminos brillantes que toma la energía. Es como ver las chispas volar de un fuego artificial; cada destello nos cuenta algo diferente sobre la liberación de energía. Al comparar las imágenes de corta exposición con otros datos, los científicos pueden aprender mucho sobre cómo se mueve y almacena la energía durante estos eventos.
STX2022-11-13T06:18: Un Show Estándar
Otra llamarada ocurrió el 13 de noviembre de 2022 y fue clasificada como una llamarada C1.4. Esta llamarada fue interesante porque fue observada no solo por el Solar Orbiter, sino también por instrumentos en la Tierra. Esto permitió una comparación fantástica de datos.
Las imágenes mostraron cómo diferentes partes de la llamarada se iluminaban en diferentes momentos, revelando los llamados "puntos de pie", que son donde la energía golpea por primera vez la superficie solar. Los científicos pudieron ver cómo evolucionó la llamarada, confirmando que seguía un patrón típico de liberación de energía.
STX2023-04-22T22:21: Filamento Eruptivo
El 22 de abril de 2023, se observó otra llamarada que sugería algo dramático: el potencial de un filamento eruptivo. Esta llamarada era de una clase más baja (M1) pero aún ofreció información valiosa porque estaba completamente fuera de la vista desde la Tierra.
Las imágenes de corta exposición mostraron múltiples puntos brillantes que coincidían con lugares donde se estaba liberando energía. Esto coincide con la idea de que los electrones se estaban moviendo a lo largo de una estructura en la atmósfera solar, lo que puede llevar a más erupciones o incluso más llamaradas.
Conclusión: La Importancia de las Observaciones de Corta Exposición
Estas nuevas observaciones de corta exposición han abierto un mundo completamente nuevo para entender las llamaradas solares. Permiten a los científicos mirar los detalles finos que antes se pasaban por alto, ayudando a aclarar los procesos involucrados en estos poderosos eventos.
Así como tener una cámara super rápida en una fiesta te ayuda a capturar todos los mejores momentos, estas nuevas técnicas están ayudando a los científicos a obtener una imagen más clara de la actividad solar. Con más capacidades de imagen sofisticadas en camino, el futuro promete aún más para desentrañar los misterios del Sol.
Así que la próxima vez que te maravilles con las hermosas Auroras Boreales o tu GPS tome un desvío, recuerda que hay todo un universo de actividad sucediendo justo encima de nuestras cabezas, y los científicos están trabajando duro para descifrarlo todo.
Título: Solar flares in the Solar Orbiter era: Short-exposure EUI/FSI observations of STIX flares
Resumen: Aims: This paper aims to demonstrate the importance of short-exposure extreme ultraviolet (EUV) observations of solar flares in the study of particle acceleration, heating and energy partition in flares. This work highlights the observations now available from the Extreme Ultraviolet Imager (EUI) instrument suite on board Solar Orbiter while operating in short-exposure mode. Methods: A selection of noteworthy flares observed simultaneously by the Spectrometer Telescope for Imaging X-rays (STIX) and the Full Sun Imager of EUI (EUI/FSI) are detailed. New insights are highlighted and potential avenues of investigation are demonstrated, including forward-modelling the atmospheric response to a non-thermal beam of electrons using the RADYN 1D hydrodynamic code, in order to compare the predicted and observed EUV emission. Results: The examples given in this work demonstrate that short-exposure EUI/FSI observations are providing important diagnostics during flares. A dataset of more than 9000 flares observed by STIX (from November 2022 until December 2023) with at least one short-exposure EUI/FSI 174 \r{A} image is currently available. The observations reveal that the brightest parts of short-exposure observations consist of substructure in flaring ribbons that spatially overlap with the hard X-ray emission observed by STIX in the majority of cases. We show that these observations provide an opportunity to further constrain the electron energy flux required for flare modelling, among other potential applications.
Autores: Hannah Collier, Laura A. Hayes, Stefan Purkhart, Säm Krucker, Daniel F. Ryan, Vanessa Polito, Astrid M. Veronig, Louise K. Harra, David Berghmans, Emil Kraaikamp, Marie Dominique, Laurent R. Dolla, Cis Verbeeck
Última actualización: 2024-11-19 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2411.09319
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.09319
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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