Nuevas Perspectivas sobre la Corona Solar

El Sol tiene una capa exterior complicada conocida como la Corona, que es súper importante para entender la actividad solar y sus efectos en el clima espacial. Los científicos han estado usando varias herramientas para estudiar la corona, especialmente durante los eclipses solares cuando se vuelve visible. Recientemente, se han desarrollado nuevos instrumentos para observar la corona de manera más efectiva, sobre todo en el rango de luz ultravioleta extrema (EUV).

#El Desafío de Observar la Corona

La mayoría de las observaciones de la corona solar más allá de una distancia de 2 radios solares han venido de Coronógrafos de luz visible (VL). Estos telescopios bloquean la luz brillante del propio Sol, permitiendo que los investigadores vean la corona. Sin embargo, este método tradicional tiene sus limitaciones. Solo puede capturar ciertos aspectos de la corona, principalmente su movimiento y densidad, que a menudo no son suficientes para entender completamente el comportamiento del plasma.

Para obtener más información, los científicos necesitan estudiar las líneas de emisión, que proporcionan datos detallados sobre la temperatura, velocidad y composición química. Desafortunadamente, capturar estas líneas en la corona ha estado mayormente limitado a eclipses solares totales o muy pocas otras observaciones.

#El Imager de Ultravioleta Extrema

Un avance reciente es el Full Sun Imager (FSI), parte del Extreme Ultraviolet Imager (EUI) en la misión Solar Orbiter. Este instrumento busca ofrecer una vista más amplia de la atmósfera solar en los rangos de temperatura que se encuentran típicamente en la región de transición baja y la corona. El FSI opera en dos longitudes de onda EUV específicas: una centrada en 17.4 nanómetros y otra en 30.4 nanómetros. La primera se enfoca en iones de hierro formados en la corona, mientras que la segunda es sensible a iones de helio de la región de transición baja.

Lo que hace único al FSI es su uso de un disco ocultante móvil. Este disco ayuda a reducir la luz no deseada que puede interferir con las observaciones, permitiéndole capturar imágenes más claras de la corona.

#Ampliando los Límites Anteriores

El FSI puede detectar señales a 17.4 nanómetros mucho más lejos del Sol que los instrumentos anteriores, hasta aproximadamente 7 radios solares. Esto representa un aumento significativo en comparación con las capacidades pasadas. Sin embargo, las observaciones a 30.4 nanómetros todavía se ven afectadas por luz parásita inexplicada.

Los resultados del FSI se han comparado con imágenes de coronógrafos más antiguos, como LASCO y Metis, destacando tanto similitudes como diferencias en lo que se puede ver en luz visible frente a imágenes EUV. Estas comparaciones son importantes para interpretar mejor las características en la corona.

#Historia de las Observaciones Solares

Durante décadas, las observaciones de la corona solar han dependido sobre todo de imágenes en luz visible. El instrumento LASCO en la nave espacial SOHO ha estado recopilando datos desde 1996, capturando varias imágenes cada hora. Estas observaciones se centran principalmente en el movimiento del plasma y en medir su densidad.

Además de medir la densidad, los científicos han buscado formas de capturar las características de las líneas de emisión para entender mejor el plasma solar. El Ultraviolet Coronagraph Spectrometer (UVCS) en SOHO fue notablemente exitoso al proporcionar observaciones UV desde 1.2 hasta 10 radios solares, enfocándose en hidrógeno y oxígeno.

Sin embargo, a medida que pasaron los años, otras herramientas destinadas a estudiar la corona han luchado con la interferencia de luz parásita, lo que ha obstaculizado su efectividad.

#La Necesidad de Técnicas de Imagen Mejoradas

El FSI fue diseñado para mejorar las herramientas anteriores. Sus creadores querían asegurarse de que se pudiera capturar información importante sobre la corona solar en canales de banda estrecha, diseñados para temperaturas específicas. El canal de 17.4 nanómetros del FSI es sensible al plasma coronal alrededor de 1 millón de grados Celsius, mientras que el canal de 30.4 nanómetros se centra en la región de transición baja alrededor de 80,000 grados Celsius.

El amplio campo de visión del FSI permite a los científicos capturar todo el disco solar incluso cuando la nave está apuntando hacia el borde del Sol. Esta capacidad marca una mejora significativa en la forma en que se pueden realizar observaciones solares.

#Observaciones y Campañas

El FSI ha estado operativo durante varias campañas destinadas a entender mejor la corona. El objetivo es capturar imágenes en modo coronógrafo durante períodos elegidos estratégicamente.

Uno de los principales objetivos del FSI es actuar como un imager de contexto para la misión Solar Orbiter. Esto significa que ayuda a proporcionar imágenes de fondo que pueden informar otras observaciones y esfuerzos de recolección de datos.

Durante su operación inicial, las imágenes del FSI en modo coronógrafo demostraron algunos desafíos relacionados con la implementación del disco ocultante. Sin embargo, a medida que se resolvieron estos problemas, los datos recogidos resultaron ser invaluables.

#Hallazgos del FSI

El FSI ha proporcionado varios insights importantes sobre la corona solar. Sus observaciones han mostrado que más allá de 2 radios solares, la luz parásita puede oscurecer la señal, lo que hace difícil obtener información clara sobre la atmósfera solar. Esto subraya la importancia de usar un disco ocultante, que ayuda a mejorar la calidad de la imagen al eliminar gran parte de la luz parásita.

Al observar la intensidad de las emisiones de la corona, los investigadores pueden analizar cómo cambian con la altura, arrojando luz sobre los procesos que regulan el comportamiento de la corona.

#Procesamiento y Análisis de Datos

Para asegurar que las imágenes capturadas por el FSI sean lo más precisas posible, se utiliza un enfoque de procesamiento en múltiples pasos. Esto incluye restar cuadros oscuros para eliminar el ruido y corregir cualquier variación que podría afectar las imágenes finales. El uso de técnicas de filtrado ayuda a mejorar la claridad de las observaciones.

Al comparar los datos del FSI con otros instrumentos, se hace necesario asegurar que la calibración y alineación sean precisas. También se tienen en cuenta las observaciones de otros instrumentos, como el Metis, para proporcionar una imagen más completa de la corona.

#Direcciones Futuras

Mirando hacia adelante, hay planes para realizar más campañas utilizando el FSI en modo coronógrafo. Estas campañas se centrarán en optimizar el momento de las observaciones para coincidir con otras misiones y mejorar la calidad de los datos en general.

Se esperan mejoras que incluyan modificaciones para aumentar la eficiencia de la imagen de coronógrafo basada en FSI. A medida que los investigadores aprenden más sobre las fortalezas y debilidades de las herramientas existentes, se pueden emplear nuevas técnicas para observaciones solares aún mejor.

#Conclusión

Los avances en la observación de la corona solar con herramientas como el FSI representan un gran paso adelante en nuestra capacidad para estudiar el Sol. Al capturar imágenes EUV de campo amplio, los científicos obtienen acceso a información valiosa que puede profundizar nuestra comprensión de la dinámica solar y sus posibles impactos en el clima espacial.

Entender la corona proporciona información no solo sobre la mecánica solar, sino también sobre la relación más amplia entre la actividad solar y el entorno de la Tierra. A medida que la tecnología evoluciona y se desarrollan nuevas técnicas de observación, el futuro de la investigación solar se ve prometedor.