Investigadores de la Nasa han lanzado con éxito un sofisticado generador de imágenes solares de rayos X en un breve, pero potencialmente revelador, vuelo suborbital a través de un cohete para recopilar nuevos conocimientos sobre cómo y por qué la corona del Sol se vuelve mucho más caliente que la superficie real de la estrella madre de la Tierra.
Los desarrolladores del Marshall Space Flight Center de la Nasa en Huntsville, Alabama, llaman a la misión “MaGIXS” (Marshall Grazing Incidence X-ray Spectrometer). Se lanzó desde White Sands Missile Range en Nuevo México.
La misión MaGIXS envió su carga útil, que incluía una cámara de alta potencia, un telescopio y un espectrómetro de rayos X que contenía un par de espejos parabólicos de incidencia rasante combinados, para estudiar los llamados rayos X “suaves” en una longitud de onda que no se ha observado previamente con tanto detalle.
“Nuestro conocimiento de los mecanismos de calentamiento de la corona es limitado, en parte porque aún no hemos podido realizar observaciones y mediciones detalladas de la distribución de temperatura del plasma solar en la región”, dijo la heliofísica de Marshall, Amy Winebarger, investigadora principal de la misión MaGIXS..
La temperatura de la superficie del Sol es de más de 10.000 grados Fahrenheit, pero la corona mide habitualmente más de 1.8 millones de grados Fahrenheit.
Una de las preguntas más importantes en astrofísica, dijo Winebarger, es cómo ocurre este proceso. ¿Es una serie de explosiones solares internas constantes o hay un aumento y una disminución periódica en el proceso de calentamiento? Los científicos están considerando dos posibles respuestas. La primera está relacionada con nanoflares, eventos de calentamiento coronal relativamente pequeños que pueden hacer que las líneas magnéticas de energía en la superficie del Sol se enreden y se enrollen como espaguetis en una olla de agua hirviendo, sobrecalentando esporádicamente las regiones de la corona. La segunda posibilidad es el calentamiento por ondas, una agitación solar interna casi constante similar a la de una lavadora, que envía ondas de energía a la superficie, donde son expulsadas para calentar la corona.
Sondear de manera efectiva esta turbulenta región solar no requiere observaciones en rayos X de alta energía. De hecho, dijo Winebarger, MaGIXS funcionará en la misma longitud de onda de rayos X suaves que suelen emplear los médicos durante el examen de rayos X de rutina de los pacientes.
Misiones pasadas de espectrómetros de rayos X suaves solo han observado la corona del Sol en un campo de visión bastante grande, o con capacidades de diagnóstico de energía limitadas. MaGIXS, en comparación, será el primer generador de imágenes en medir distribuciones de temperatura específicas en diferentes partes de una región solar activa. Esos datos de precisión ayudarán a los científicos a resolver el debate sobre cómo y con qué frecuencia se sobrecalienta la corona.
Arrojar nueva luz sobre los mecanismos de calentamiento coronal podría ayudar a los investigadores a comprender mejor e incluso predecir posibles erupciones solares y eyecciones de masa coronal, las cuales ocurren con mayor frecuencia en conexión con picos regionales en el calentamiento coronal. Estos estallidos violentos pueden interferir con los satélites de comunicaciones y los sistemas electrónicos, incluso provocando un arrastre físico en los satélites a medida que la atmósfera de la Tierra se expande para absorber la energía solar añadida.
De hecho, la misión del cohete sonda MaGIXS también sirve como banco de pruebas para la instrumentación de futuras misiones de la Nasa para estudiar las erupciones solares con mayor detalle, posiblemente vinculando sus orígenes a la actividad coronal medible y ayudando a demostrar cómo el hardware de vuelo avanzado y los sistemas espaciales pueden endurecerse para resistir las altas temperaturas. -Rabietas de energía de la estrella de la Tierra.
La Nasa utiliza habitualmente cohetes sonoros para misiones científicas tan breves y enfocadas. A menudo son más pequeños, más asequibles y más rápidos de diseñar y construir que las misiones satelitales a gran escala, dijo Winebarger. “Ofrecen oportunidades científicas suborbitales únicas, una oportunidad para desarrollar nueva instrumentación innovadora y un rápido retorno de la inversión”, agregó.
El equipo de la Nasa espera recuperar la carga útil del vuelo inmediatamente después del vuelo y ha comenzado a procesar conjuntos de datos. Esperan publicar sus hallazgos en los próximos meses.
La misión MaGIXS se desarrolló en Marshall en asociación con el Observatorio Astrofísico Smithsonian en Cambridge, Massachusetts. Los ingenieros de Marshall desarrollaron y fabricaron los espejos del espectrómetro y el telescopio, y la cámara. El instrumento integrado se probó exhaustivamente en las instalaciones criogénicas y de rayos X de última generación de Marshall. El Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge proporcionó la rejilla de difracción integrada del espectrómetro. La Universidad de Central Lancashire proporcionó un software para analizar las imágenes de la mandíbula, lo que permite al equipo científico determinar hacia dónde apunta la carga útil en tiempo real durante el vuelo.
