17 Ene 2017.

ALMA comienza a observar el Sol

Los astrónomos han aprovechado las capacidades de ALMA para captar imágenes, en el rango milimétrico del espectro electromagnético, de la luz emitida por la cromosfera (la región que se encuentra justo por encima de la fotosfera, que forma la superficie visible del Sol). El equipo de esta campaña solar, un grupo internacional de astrónomos con miembros de Europa, América del norte y este de Asia [1], produjo las imágenes con el fin de demostrar la capacidad de ALMA para estudiar la actividad solar en longitudes de onda de la luz más largas que las utilizadas normalmente por los observatorios solares basados en tierra.

A lo largo de los siglos, los astrónomos han estudiado el Sol, su dinámica superficie y su energética atmósfera de muchas maneras. Pero, para lograr una comprensión más completa, los astrónomos necesitan estudiarlo utilizando todo el espectro electromagnético, incluyendo los rangos milimétrico y submilimétrico que ALMA puede observar.

Puesto que el Sol es muchos miles de millones de veces más brillante que los tenues objetos que ALMA suele observar, las antenas de ALMA fueron especialmente diseñadas para obtener imágenes del Sol con gran nivel de detalle utilizando la técnica de la radiointerferometría  (evitando daños por el intenso calor de la luz al enfocar las antenas hacia el Sol) [2]. El resultado de este trabajo es una serie de imágenes que demuestran la visión única de ALMA y su capacidad para el estudio de nuestro Sol. Los datos de la campaña de observación solar están siendo dados a conocer esta semana a la comunidad astronómica mundial para su posterior estudio y análisis.

El equipo observó una enorme mancha solar en longitudes de onda de 1,25 milímetros y 3 milímetros utilizando dos receptores de bandas de ALMA. Las imágenes revelan diferencias de temperatura entre varias partes de la cromosfera del Sol [3]. ALMA se utilizará en el futuro para comprender mejor dos áreas clave de la investigación solar: el proceso de calentamiento y la dinámica de la cromosfera.

Las manchas solares son fenómenos transitorios que tienen lugar en regiones donde el campo magnético de la luz solar está muy concentrado y es extremadamente potente. Su temperatura es más baja que la de las regiones circundantes, razón por la cual aparecen relativamente oscuras.

La diferencia entre las dos imágenes se debe a las diferentes longitudes de onda de la luz emitida que observamos. Las observaciones en longitudes de onda más cortas nos permiten penetrar con más profundidad en el sol, lo cual significa que las imágenes a 1,25 milímetros muestran una capa de la cromosfera que es más profunda y, por lo tanto, más cercana a la fotosfera, que las observaciones tomadas a una longitud de onda de 3 milímetros.

ALMA es el primer observatorio del que ESO forma parte como socio que permite a los astrónomos estudiar la estrella más cercana, nuestro propio Sol. Todas las demás instalaciones, presentes y pasadas, de ESO, necesitan protegerse de la intensa radiación solar para evitar daños. Las nuevas capacidades de ALMA ampliarán la comunidad de ESO al incluir a los astrónomos solares.

Notas

[1] El equipo de la campaña solar de ALMA está formado por: Shin’ichiro Asayama, Centro de soporte de ALMA de Asia del Este, Tokio, Japón; Miroslav Barta, Instituto de Astronomía de la Academia Checa de Ciencias, Ondrejov, República Checa; Tim Bastian, Observatorio Nacional de Radioastronomía, EE.UU.; Roman Brajsa, Observatorio Hvar, Facultad de Geodesia, Universidad del Zagreb, Croacia; Bin Chen, Instituto de Tecnología de Nueva Jersey, EE.UU.; Bart De Pontieu, LMSAL, EE.UU.; Gregory Fleishman, Instituto de Tecnología de Nueva Jersey, EE.UU.; Dale Gary, Instituto de Tecnología de Nueva Jersey, EE.UU.; Antonio Hales, Observatorio Conjunto ALMA, Chile; Akihiko Hirota, Observatorio Conjunto ALMA, Chile; Hugh Hudson, Escuela de Física y Astronomía, Universidad de Glasgow, Reino Unido; Richard Hills, Laboratorio Cavendish, Cambridge, Reino Unido; Kazumasa Iwai, Instituto Nacional de Tecnologías de la Información y la Comunicación, Japón; Sujin Kim, Instituto de Astronomía y de Ciencias del Espacio de Corea, Daejeon, República de Corea; Neil Philips, Observatorio Conjunto ALMA, Chile; Tsuyoshi Sawada, Observatorio Conjunto ALMA, Chile; Masumi Shimojo (responsable de interferometría), NAOJ, Tokio, Japón; Giorgio Siringo, Observatorio Conjunto ALMA, Chile; Ivica Skokic, Instituto de Astronomía de la Academia Checa de Ciencias, Ondrejov, República Checa; Sven Wedemeyer, Instituto de Astrofísica Teórica, Universidad de Oslo, Noruega; Stephen White (responsable de antena única), AFRL, EE.UU.; Pavel Yagoubov, ESO, Garching, Alemania; y Yihua Yan, NAO, Academia China de Ciencias, Beijing, China.

[2] De hecho, esta lección se aprendió de la manera más dura: el Telescopio Submilimétrico Sueco–ESO (SEST) tuvo un incencio en el conjunto de su espejo secundario después de que fuera apuntado accidentalmente hacia el Sol.

[3] Usando una técnica de análisis rápido (fast-scanning), en una longitud de onda de 1,25 milímetros, también se hizo, con una sola antena de ALMA, un mapa de todo el disco del Sol. La exactitud y la velocidad de observación con una sola antena de ALMA hacen posible elaborar un mapa de la totalidad del disco solar en unos pocos minutos. Estos mapas muestran la distribución de temperaturas en la cromosfera sobre todo el disco en baja resolución espacial y, por lo tanto, complementan las detalladas imágenes interferométricas de cada región individual de interés.

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