CLASP-2:Undersøgelse af den magnetiske solkromosfære

Fire år siden, et internationalt hold (USA, Japan og Europa) udførte et hidtil uset suborbitalt rumeksperiment kaldet CLASP-1, motiveret af teoretiske undersøgelser udført på IAC af Javier Trujillo Bueno og hans forskningsgruppe. Efter den enestående succes med denne mission, NASA opsendte CLASP-2 fra et opsendelsescenter nær Las Cruces (USA). CLASP-2 har gjort det muligt for første gang at detektere polariseringen frembragt af flere fysiske mekanismer i den mest intense ultraviolette stråling, der udsendes af de ioniserede magnesiumatomer i solatmosfæren. Den teoretiske modellering af sådanne banebrydende observationer vil hjælpe med at dechifrere de komplekse magnetiske felter i Solens kromosfære.

"Hvis Solen ikke havde magnetiske felter, ville vi undersøge andre problemer med astrofysik, " siger Javier Trujillo Bueno, Forskningsprofessor i CSIC ved IAC og en af ​​de fire hovedforskere af CLASP-1 og CLASP-2. Men Solen har magnetiske felter og til at tyde deres intensitet og geometri i den ydre solatmosfære (kromosfære, overgangsregion og korona) er et af nøgleproblemerne for astrofysik. Blandt andre årsager magnetiske felter er årsagen til de eksplosive fænomener, der opstår i sådanne ydre områder af solatmosfæren. Udstødningerne af magnetiseret plasma, der er et resultat af sådanne begivenheder, kan alvorligt forstyrre Jordens magnetosfære og kan derfor have en negativ indvirkning på vores nuværende digitale verden med satellitter, der kredser om Jorden.

På den anden side, Solen repræsenterer et unikt fysiklaboratorium i kosmos, fordi vi på grund af dens relative nærhed kan studere i detaljer en mængde fysiske fænomener og mekanismer, der utvivlsomt også virker i andre astrofysiske plasmaer, der er meget længere væk fra os.

Magnetiske felter

De magnetiske felter i plasmastrukturerne i de ydre områder af solatmosfæren er meget uhåndgribelige. De efterlader ingen spor i intensiteten af ​​den stråling, der udsendes af atomerne. Heldigvis, de efterlader en signatur af deres tilstedeværelse i polariseringen af ​​udsendt elektromagnetisk stråling, en egenskab relateret til orienteringen af ​​vibrationen af ​​bølgens elektromagnetiske felt.

CLASP (Chromospheric LAyer Spectro-Polarimeter) er et banebrydende internationalt projekt designet til for første gang at måle polariseringen af ​​solens ultraviolette stråling i de mest intense spektrallinjer. Sådan ultraviolet stråling stammer fra de yderste lag af solkromosfæren, meget tæt på bunden af ​​den ekstremt varme solkorona. I sådanne ydre områder af solkromosfæren, plasmatemperaturen er allerede meget høj, så det udsender hovedsageligt i det ultraviolette område. Da jordens atmosfære absorberer ultraviolette stråler, det er nødvendigt at observere dem i højder over 100 kilometer fra Jordens overflade. Dette kan kun opnås med instrumenter som CLASP opsendt i rummet af suborbitale raketter, eller ombord på rumteleskoper.

I 2015 CLASP-1 hjalp for første gang med at observere de lineære polarisationssignaler fra den mest intense ultraviolette spektrallinjestråling produceret af brintatomer i solkromosfæren, som var blevet teoretisk forudsagt af Javier Trujillo Bueno og hans forskningsgruppe. Den teoretiske modellering af sådanne hidtil usete data har produceret nye gennembrud i vores evne til at undersøge magnetismen og den geometriske kompleksitet af kromosfære-korona-overgangsregionen.

Den 11. april 2019 CLASP-2 målte for første gang den lineære og cirkulære polarisering i de mest intense ultraviolette spektrallinjer produceret af ioniserede magnesiumatomer i solkromosfæren. I 2012 disse polarisationssignaler blev forudsagt teoretisk af Luca Belluzzi og Javier Trujillo Bueno, da begge videnskabsmænd arbejdede sammen på IAC.

CLASP-2, afsendt fra White Sands Missile Range (New Mexico, USA), nåede 300 km i højden og, mens han bevæger sig i sin parabolske bane, over 5 minutter observeret en aktiv region og en rolig region af solatmosfæren. Kvaliteten af ​​billederne af solkromosfæren, hvor den observerede ultraviolette stråling stammer, og af de opnåede polarisationsspektre, er fremragende. Polariseringen af ​​strålingen i de ioniserede magnesiumatomers resonanslinjer er følsom over for tilstedeværelsen af ​​magnetiske felter i solkromosfæren.

I løbet af de næste måneder, det internationale team, der er ansvarligt for dette nye videnskabelige projekt, vil i detaljer studere dataene opnået med CLASP-2. Blandt medlemmerne af holdet er andre videnskabsmænd fra POLMAG-gruppen i IAC:Tanausú del Pino Alemán (IAC), Andrés Asensio Ramos (IAC), Luca Belluzzi (Istituto Ricerche Solari Locarno, IRSOL), Ernest Alsina Ballester (IRSOL) og Jiri Stepan (Tjekkiets Videnskabsakademi). Denne gruppe af videnskabsmænd har udviklet nye strålingsoverførselsteknikker til at fortolke spektropolarimetriske observationer, såsom dem opnået med CLASP-1 og CLASP-2.

"Vi håber, at den teoretiske modellering af de hidtil usete spektropolarimetriske observationer opnået af CLASP-2 vil give os mulighed for at forbedre vores fysiske forståelse af den gådefulde solkromosfære, " kommenterer Javier Trujillo Bueno kort før han vendte tilbage til Spanien fra USA.

CLASP-2 er et internationalt samarbejde ledet af NASAs Marshall Space Flight Center (USA), Japans National Astronomical Observatory (Tokyo, Japan), Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC, Tenerife, Spanien) og Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS, Frankrig). Yderligere medlemmer er Det Astronomiske Institut for Videnskabsakademiet i Den Tjekkiske Republik, Istituto Ricerche Solari Locarno (Schweiz), Lockheed Martin Solar &Astrophysics Laboratory (USA), Stockholm Universiy (Sverige) og Rosseland Center for Solar Physics (Norge).