NASA raket jagter kilden til solens varme atmosfære

Efter at have set et svagt, men udbredt overophedet materiale i Solens ydre atmosfære, en NASA-lydende raket går tilbage efter mere. Denne gang, de bærer et nyt instrument, der er optimeret til at se det på tværs af et bredere område af Solen.

Missionen, kendt som ekstrem ultraviolet normal incidensspektrograf, eller EUNIS for kort, vil affyre fra White Sands Missile Range i New Mexico. Lanceringsvinduet åbner den 18. maj, 2021.

EUNIS er en instrumentsuite monteret på en klingende raket, en type rumfartøj, der laver korte flyvninger over Jordens atmosfære, før den falder tilbage til Jorden. At komme til rummet er vigtigt, fordi EUNIS observerer Solen i en række ekstremt ultraviolet lys, der ikke trænger ind i Jordens atmosfære.

Til den kommende flyvning, den fjerde for EUNIS-instrumentet, holdet tilføjede en ny kanal til at måle bølgelængder mellem ni og 11 nanometer. (Bølgelængder for synligt lys er mellem 380 og 700 nanometer.) Det nye bølgelængdeområde tiltrækker opmærksomhed efter et uventet fund fra EUNIS' tidligere flyvning i 2013.

"Undskyld ordspillet, men det er et meget "varmt" bølgelængdeområde at studere, " sagde Adrian Daw, rumfysiker ved NASAs Goddard Space Flight Center, i Greenbelt, Maryland, og hovedefterforsker for EUNIS.

Under flyvningen i 2013, holdet scannede et aktivt område - et magnetisk komplekst område på Solen, ofte stedet for soludbrud og solpletter - når de observerede en spektrallinje fra jern, der havde mistet 18 af sine 26 elektroner. At miste så mange, det skulle opvarmes til utrolig høje temperaturer, meget højere end holdet havde forventet.

"Det er dannet ved temperaturer mellem omkring 14 og 16 millioner grader Fahrenheit, " sagde Jeff Brosius, rumforsker ved Catholic University i Washington, D.C., og medlem af EUNIS-teamet. "Disse ioner er typisk forbundet med flares - men ikke med hvilende aktive regioner, som vi observerede."

Observationerne gav foder til en langvarig debat om, hvordan Solens ydre atmosfære bliver så varm. Mens solens overflade simrer ved omkring 10, 000 grader F, dets yderste lag, kendt som corona, er på en eller anden måde 300 gange varmere på trods af at den er længere fra kernen.

En teori om koronal opvarmning forudsiger også det supervarme jern, de så. Teorien om 'nanoflares' hævder, at koronaen opvarmes af en række små magnetiske eksplosioner, der arbejder sammen om at opvarme koronaen. Disse nanoflammer er normalt for små til at opdage, alligevel skulle efterlade udbrud af ekstrem varme som den, de så.

"For mig personligt den udbredte emission fra dette højioniserede jern i en aktiv region 'raketerede' nanoflare-forklaringen til toppen af ​​listen, " sagde Brosius.

Til den kommende flyvning, EUNIS-instrumentpakken er blevet modificeret til at fange endnu lysere spektrallinjer fra det samme ioniserede jern. Det vil også fange linjer fra jern, der havde mistet 17 elektroner, som er næsten lige så varmt.

"Ved at observere stærkere linjer, vi håber at opdage svag emission fra disse ioner over et endnu bredere område end før, " sagde Brosius.

Denne nye kanal er den første inden for solvidenskab, fordi den er indbygget i et instrument kaldet et billedspektrometer. Som regel, forskere kan få præcise temperaturprofiler, kaldet spektre, kun ved at fokusere på et bestemt punkt på Solen ad gangen. Men for at se udbredelsen af ​​det supervarme jern, holdet havde også brug for at se, hvor disse temperaturer kommer fra.

"Det er første gang, vi nogensinde vil have kombinationen af ​​spektral og rumlig information for disse bølgelængder, " sagde Daw. "Ingen har nogensinde set på Solen på den måde."

At vide hvad temperaturerne er, mens du også ser et billede, er nyttigt til at tilpasse EUNIS's data til dem fra andre missioner, der er co-observation med det, inklusive NASA's Interface Region Imaging Spectrograph, NASA's Solar Dynamics Observatory, og Japan Aerospace Exploration Agencys og NASAs Hinode-satellitmissioner.

Som mange klingende raketmissioner, EUNIS's data vil blive brugt til at informere og forbedre andre rumvidenskabelige missioner. NASA's Solar Dynamics Observatory, eller SDO, satellitbilleder Solen i flere forskellige bølgelængdebånd. Da forskellige bølgelængder svarer til forskellige temperaturer, jo mere præcise dine bølgelængdemålinger kan være, des bedre. EUNIS's målinger vil løse nogle få specifikke bølgelængder ekstremt præcist, hjælper SDO med at kalibrere sine billeder bedre og giver videnskabsfolk en bedre fornemmelse af præcis, hvad de ser i SDO-billeder.

EUNIS vil starte på en Black Brant IX-sonde raket til en højde på omkring 200 miles, før den springer tilbage til Jorden med faldskærm for genopretning. EUNIS-teamet forventer cirka seks minutters observationstid.