Den foreslåede NASA-mission ville undersøge, hvor rumvejret begynder

Et NASA-hold fremmer en mission for at afsløre hidtil usete detaljer om soludbrud, kraftige udbrud, der eksploderer med nok energi til, at hver enkelt kan drive hele Jorden i 16, 000 år, og som - når de er ekstreme - kan forstyrre radiokommunikation og satellitter nær Jorden.

Den foreslåede mission, Fokuseringsoptik røntgen solkamera, eller FOXSI, var et af fem forslag, der modtog fase-A-finansiering under NASAs Small Explorer-program. NASA valgte også en anden Goddard-mission, Mechanisms of Energetic Mass Ejection-Explorer [link til MEME-X]. Af de fem, NASA forventes at vælge en eller to til udvikling og implementering.

Selvom forskerne er bekendt med virkningerne af soludbrud, de forstår ikke helt de fysiske mekanismer, der udløser disse udbrud af energi og lys, eller det, der driver tilhørende skyer af elektroner og ioner, der kan accelereres op til nær lysets hastighed.

Når først sluppet løs, partiklerne påvirker alle Solens atmosfæriske lag. De passerer gennem Solens yderste lag - koronaen, hvor de også vides at stamme fra - og ræser hen over solsystemet. Når de rejser mod Jorden, partiklerne og energien kan interferere med rumbaserede kommunikationssystemer eller endda udløse elektronik ombord. Jo mere videnskabsmænd forstår denne proces, jo mere situationsfornemmelse har de for at beskytte aktiver i rummet.

"FOXSI er meget nyt og meget anderledes, " sagde hovedefterforsker Steven Christe, en videnskabsmand ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, som leder det multinationale FOXSI-hold, der udvikler satellitmissionen. "Vi har ikke udført en mission som denne før. For første gang, vi vil faktisk kigge ind i det område, hvor elektroner accelereres ved at anvende teknologi, der blev udviklet til at studere de svageste kilder i galaksen, men nu pegede på Solen."

Teknik valideret i Sounding-Rocket Missions

Valideret i flere raket- og videnskabelige ballonmissioner, FOXSI vil gøre brug af en ny observationsteknik til en solar-dedikeret satellitmission. Det vil anvende højvinkelopløsningsoptik, der traditionelt bruges til at studere kraftfulde, meget fjerne objekter i universet.

Med denne teknik, Røntgenstråling græsser bogstaveligt talt af et sæt buede spejle, der er indlejret inde i en optisk samling - meget ligesom hvordan en sten skimmer overfladen af ​​en dam, når den kastes. Strålingen fokuseres derefter på meget hurtigt, solid-state pixelerede detektorer, der måler hver enkelt foton, inklusive dets ankomst, energi, og position på himlen.

Kombinationen af ​​teknologier forventes at resultere i en mission, der er 20 gange mere følsom, 10 gange hurtigere ved billeddannelse af soludbrud, og 10 til 100 gange bedre til at afbilde de relativt svage områder i flares. Nuværende state-of-the-art teknologi kan ikke direkte mærke partikelaccelerationsområdet, fordi det er for svagt, Christe tilføjede.

"For første gang, vi vil have højkvalitetsobservationer af de største flare, som har den største effekt på Jorden, til de mindste blus, " sagde viceforsker Albert Shih, med henvisning til de to avancerede instrumenter, der ville være afhængige af græsningsindfaldsoptikken til at indsamle røntgenstråling. "Vi forsøger at finde ud af, hvordan denne energi frigives på forskellige skalaer. Driver de samme mekanismer hele rækken af ​​flares."

Et andet videnskabeligt mål, Christe tilføjede, er at bestemme den rolle, som små blusser, også kendt som nanoflares, med til at opvarme milliongraders corona. Ifølge ham, de er en oplagt kandidat til at levere den nødvendige energi til at opvarme Solens yderste lag.

FOXSI ville supplere NASAs Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager, eller RHESSI, slap. Siden lanceringen i 2002, RHESSI har observeret tusindvis af røntgenudbrud over et bredt synsfelt, fra bløde røntgenstråler til gammastråler med højere energi.

"RHESSI gav os et glimt af fysikken, der fører til voldsom energifrigivelse på Solen, " sagde Christe. "Med FOXSI burde vi have et klart overblik over den grundlæggende videnskab, der foregår på accelerationsstederne, hvor al handling finder sted, hvor rumvejret begynder."