sábado, 24 de julio de 2010

Primera luz del SDO (Observatorio de Dinámica Solar)

Un "valioso tesoro" en datos, del SDO, revela la anatomía y la evolución de las erupciones solares.


Los datos del Observatorio de Dinámica Solar muestran la dinámica de las erupciones solares. Imagen: NASA / Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab.

Los astrónomos que buscan predecir las tormentas solares están recibiendo las primeras entregas de nuevos datos de una gran riqueza, informaron los científicos esta semana en una reunión del Comité de Investigaciones Espaciales en Bremen, Alemania.

Los datos provienen de un nuevo satélite, el Observatorio de Dinámica Solar (ODS), que entró en funcionamiento a finales de abril. Lanzado el 11 de febrero a un costo de 856 millones dólares (incluidos los primeros cinco años de operación), es la misión inaugural de la NASA en el Programa Living With a Star, con la intención de comprender mejor las fuentes de las tormentas magnéticas solares.

Uno de los instrumentos a bordo utiliza el efecto Doppler para medir el movimiento de gases ionizados en la atmósfera del Sol en respuesta a cambios en el campo magnético del mismo: el flujo magnético. Estos cambios son importantes, dice Yang Liu, un científico investigador en la Universidad de Stanford en California y miembro del equipo del SDO, ya que a menudo desencadenan las erupciones solares y eyecciones de masa coronal. Estos, a su vez, pueden dirigir la radiación hacia la Tierra, anulando los satélites, alterando las redes eléctricas y poniendo en peligro a los astronautas.

Los instrumentos anteriores no habían sido consistentemente capaces de detectar cambios tempranos en el flujo magnético que precede a esos eventos, dice Liu, porque habían tenido estrechos campo de visión, lo que significa que sólo tenían éxito si se apuntaba por casualidad en la parte derecha del Sol cuando un evento, o no actualizaban sus mapas de flujo con la suficiente rapidez para atrapar los rápidos cambios que ocurren en las etapas iniciales de un evento.

El SDO, por el contrario, fotografía todo el sol a una resolución de 750 kilómetros cada pocos segundos y produce mapas vectoriales del campo magnético de la totalidad del disco cada 15 minutos. Prácticamente cada segundo, una de las seis cámaras de 16 megapíxeles del observatorio está transfiriendo una imagen de vuelta a la Tierra, dice Alan Title, un científico espacial del Lockheed Martin Advanced Systems Technology Center en Palo Alto, California, quien es el investigador principal de otro de los instrumentos del SDO.

Actualmente, el Sol está inusualmente inactivo, pero los científicos esperan poder utilizar el SDO para ver cómo cambia a medida que se mueve en el próximo ciclo de manchas solares.

Nueva luz

El nuevo observatorio ya ha producido resultados. "Todavía estamos en el más profundo mínimo solar desde hace más de un siglo", dice Title. "Sin embargo, el Sol nos ha presentado una serie de eyecciones de masa coronal, filamentos de erupciones, pequeñas erupciones e incluso algunos destellos moderadamente grandes".

El SDO captura imágenes de alta resolución del disco solar. Imagen: NASA / Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab.

"La belleza del instrumento de flujo magnético del SDO es la medición de todo el disco del Sol en un ritmo "24 / 7" muy rápidamente", añadió Liu.

El SDO también está equipado con un conjunto de telescopios de 15 centímetros que miden la temperatura de la corona solar, usando espectrómetros que buscan líneas de emisión testigo de hierro e iones de helio, lo que corresponde a temperaturas de 20.000 grados Kelvin a 20.000.000 kelvin.

Para realizar estas imágenes suficientemente nítidas para cartografía de alta resolución (con un tamaño de pixel tan pequeño como 730 km), Title dice que el observatorio debe ser tan finamente estabilizado que las cámaras no se desplacen más de 7 kilómetros. "Esto es equivalente a mantener un láser apuntando a un círculo blanco de medio milímetro de diámetro a una distancia de 10 kilómetros", dice. La cámara también tiene una velocidad de obturación rápida, lo que le permite hacer un seguimiento de los "soplos" de los gases calientes, que pueden estar en movimiento a velocidades de 1.000 a 2.000 kilómetros por segundo.

Un detalle nuevo, no bien estudiado por las cámaras anteriores, son las ondas que se propagan rápidamente a lo largo de las líneas de campo magnético como llamaradas desplegadas. "Hemos visto estas ondas antes", dice Tom Woods, de la Universidad de Colorado Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial en Boulder, "pero las estamos viendo en mucho mejor detalle."

Además, dice Woods: "Estas olas rápidas golpean otra región activa y parece llamativas bengalas. Es algo así como que una tormenta solar fuerza otra tormenta solar en otro lugar en el sol. Se puede ver que se propagan por la mayor parte del disco solar. Es bastante asombroso ".

La lección, Woods añade, es que los científicos solares han tenido una visión demasiado de pequeña escala del sol. "Es realmente revolucionario nuestra forma de pensar sobre el Sol en términos de acción a escala mundial", dice.

La propia investigación de Woods involucra el tercer instrumento del SDO, que mide las emisiones del Sol de la luz ultravioleta 'extrema' (longitudes de onda de 0.1a105 nanómetros). Sorprendentemente, dice Woods, el observatorio ha señalado ya que las emisiones de rayos X de las erupciones son seguidas, una o dos horas más tarde, por un pulso de radiación ultravioleta extrema que contiene tres veces más energía que el estallido inicial de rayos X. "Hemos estado estudiando la punta del iceberg", dice la investigación anterior. "Realmente no entendemos absolutamente todavía lo que significa en términos de la física de lo que está pasando."

Mientras tanto, los datos están siendo vertidos. "Desafortunadamente", dice Title, "la terrible verdad es que los telescopios espectroscópicos por sí solos, generan alrededor de 3,5 terabytes de imágenes sin comprimir por día."

Pero el verdadero desafío, y la cosa "realmente emocionante" del SDO, dice Frank Eparvier, también de la Universidad de Colorado, es la coordinación entre los tres instrumentos del satélite.

"Debido a la magnitud de los valiosos tesoros de datos que estamos recibiendo del SDO," dice, "se requerirá toda la comunidad científica para tamizarlos bien y hacer las conexiones que harán avanzar la ciencia."



Fuente:
First light for Solar Dynamics Observatory (Nature News)

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