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jan 17

ESO: O ALMA começa a observar o Sol

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Esta imagem ALMA de uma enorme mancha solar foi obtida a um comprimento de onda de 1,25 mm. As manchas solares são estruturas transientes que aparecem em regiões onde o campo magnético do Sol é muito forte e se encontra extremamente concentrado. Têm temperaturas mais baixas que as regiões ao redor e é por isso que aparecem relativamente escuras. Estas observações são as primeiras obtidas do Sol com uma infraestrutura da qual o ESO é parceiro. Elas constituem uma importante expansão à quantidade de observações que podem ser usadas para investigar a física da nossa estrela mais próxima. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Novas imagens obtidas com o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), instalado no Chile, revelaram detalhes sobre o Sol, invisíveis de outro modo, incluindo uma nova vista sobre o centro escuro e contorcido de uma mancha solar com quase o dobro do diâmetro da Terra. As imagens foram as primeiras obtidas do Sol com uma infraestrutura da qual o ESO é parceiro. Os resultados constituem uma importante expansão à quantidade de observações que podem ser usadas para investigar a física da nossa estrela mais próxima. As antenas do ALMA foram cuidadosamente concebidas de modo a poderem observar o Sol sem que o intenso calor da sua radiação focada lhes cause danos.

Os astrônomos utilizaram as capacidades do ALMA para obter imagens da radiação milimétrica emitida pela cromosfera do Sol — a região que se situa logo acima da fotosfera e que forma a superfície visível do Sol. A equipe da campanha solar, um grupo internacional de astrônomos com membros da Europa, América do Norte e Leste Asiático [1], produziu as imagens no intuito de demonstrar as capacidades do ALMA no estudo da atividade solar a comprimentos de onda maiores dos que os que se encontram normalmente disponíveis nos observatórios solares na Terra.

Os astrônomos estudam o Sol e investigam a sua superfície dinâmica e atmosfera energética de muitas maneiras há vários séculos. No entanto, para se compreender melhor o funcionamento do Sol, é necessário estudá-lo em todo o espectro electromagnético, incluindo na região do milímetro e do sub-milímetro, a qual pode ser observada pelo ALMA.

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Esta imagem ALMA de uma enorme mancha solar foi obtida a um comprimento de onda de 3 mm. As manchas solares são estruturas transientes que aparecem em regiões onde o campo magnético do Sol é muito forte e se encontra extremamente concentrado. Têm temperaturas mais baixas que as regiões ao redor e é por isso que aparecem relativamente escuras. Estas observações são as primeiras obtidas do Sol com uma infraestrutura da qual o ESO é parceiro. Elas constituem uma importante expansão à quantidade de observações que podem ser usadas para investigar a física da nossa estrela mais próxima. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Uma vez que o Sol é muitos bilhões de vezes mais brilhante que os fracos objetos que o ALMA observa normalmente, as antenas do ALMA foram especialmente concebidas para poderem obter imagens do Sol com extremo detalhe usando a técnica de interferometria rádio — e evitando assim danos devido ao intenso calor da luz solar focada. Deste trabalho resultaram uma série de imagens que demonstram a visão única do ALMA e a sua capacidade em estudar o nosso Sol. Os dados da campanha de observação solar estão sendo divulgados esta semana à comunidade astronômica mundial, para análise e estudo subsequentes.

A equipe observou uma mancha solar enorme nos comprimentos de onda de 1,25 mm e 3 mm, usando duas das bandas receptoras do ALMA. As imagens revelam diferenças em temperatura entre partes da cromosfera do Sol [2]. A compreensão do aquecimento e da dinâmica da cromosfera é uma área chave de investigação, que será abordada no futuro com o ALMA.

As manchas solares são estruturas transientes que aparecem em regiões onde o campo magnético do Sol é muito forte e se encontra extremamente concentrado. Têm temperaturas mais baixas que as regiões ao redor e é por isso que aparecem relativamente escuras.

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Foi também obtido um mapa de todo o disco solar, a um comprimento de onda de 1,25 mm, com uma única antena ALMA, usando uma técnica chamada scan rápido. A precisão e rapidez da observação obtida com uma única antena ALMA torna possível a produção de um mapa de todo o disco solar em apenas alguns minutos. Estes mapas mostram a distribuição das temperaturas na cromosfera ao longo de todo o disco solar, a baixa resolução espacial, complementando por isso as imagens interferométricas detalhadas das regiões individuais interessantes. Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

A diferença entre as duas imagens deve-se aos diferentes comprimentos de onda da radiação emitida que se estão a observar. As observações a comprimentos de onda mais curtos conseguem penetrar mais profundamente no Sol, o que significa que as imagens a 1,25 mm mostram uma camada da cromosfera mais profunda, e consequentemente mais próxima da fotosfera, que as imagens obtidas a um comprimento de onda de 3 mm.

O ALMA é o primeiro observatório do qual o ESO é parceiro que permite aos astrônomos estudar a nossa estrela mais próxima, o nosso Sol. Todas as outras infraestruturas do ESO, existentes ou passadas, precisam de ser protegidas da intensa radiação solar de modo a evitar danos. As novas capacidades do ALMA farão com que a comunidade do ESO se expanda para incluir os astrônomos solares.

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Esta imagem do Sol foi obtida em luz visível vermelha emitida por átomos de ferro existentes na atmosfera solar. A radiação a estes comprimentos de onda tem origem na superfície visível do Sol, a fotosfera. Pode observar-se claramente no disco uma mancha solar mais fria e escura. Em termos de comparação mostramos igualmente a imagem obtida pelo ALMA a um comprimento de onda de 1,25 mm. A imagem do disco total do Sol foi obtida pelo instrumento Helioseismic and Magnetic Imager (HMI) colocado a bordo do Solar Dynamics Observatory (SDO). Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA.

Notas

[1] A equipe da Campanha Solar ALMA é composta por: Shin’ichiro Asayama, Centro de Apoio ao ALMA do Leste Asiático, Tóquio, Japão; Miroslav Barta, Instituto Astronômico da Academia de Ciências Checa, Ondrejov, República Checa; Tim Bastian, National Radio Astronomy Observatory, EUA; Roman Brajsa, Observatório Hvar, Faculdade de Geodesia, Universidade de Zagreb, Croácia; Bin Chen, New Jersey Institute of Technology, EUA; Bart De Pontieu, LMSAL, USA; Gregory Fleishman, New Jersey Institute of Technology, EUA; Dale Gary, New Jersey Institute of Technology, EUA; Antonio Hales, Joint ALMA Observatory, Chile; Akihiko Hirota, Joint ALMA Observatory, Chile; Hugh Hudson, School of Physics and Astronomy, University of Glasgow, RU; Richard Hills, Cavendish Laboratory, Cambridge, RU; Kazumasa Iwai, Instituto Nacional de Tecnologia de Informação e Comunicação, Japão; Sujin Kim, Instituto de Astronomia e Ciências do Espaço da Coreia, Daejeon, República da Coreia; Neil Philips, Joint ALMA Observatory, Chile; Tsuyoshi Sawada, Joint ALMA Observatory, Chile; Masumi Shimojo (líder da interferometria), NAOJ, Tóquio, Japão; Giorgio Siringo, Joint ALMA Observatory, Chile; Ivica Skokic, Instituto Astronômico da Academia de Ciências Checa, Ondrejov, República Checa; Sven Wedemeyer, Instituto de Astrofísica Teórica, Universidade de Oslo, Noruega; Stephen White (líder da antena única), AFRL, EUA; Pavel Yagoubov, ESO, Garching, Alemanha e Yihua Yan, NAO, Academia de Ciências Chinesa, Pequim, China.

[2] Foi também obtido um mapa  de todo o disco solar, a um comprimento de onda de 1,25 mm, com uma única antena ALMA, usando uma técnica chamada scan rápido. A precisão e rapidez da observação obtida com uma única antena ALMA torna possível a produção de um mapa de todo o disco solar em apenas alguns minutos. Estes mapas mostram a distribuição das temperaturas na cromosfera ao longo de todo o disco solar, a baixa resolução espacial, complementando por isso as imagens interferométricas detalhadas das regiões individuais interessantes.

Fonte

ESO: eso1703 — ALMA Starts Observing the Sun

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