Missão de foguete de sondagem para oferecer um instantâneo do campo magnético do sóis
p A equipe de experimentos CLASP2.1 com o foguete. Crédito:Mike Smith, Ramo de Informação Visual WSMR
p Medir um campo magnético não é tão difícil se você estiver dentro dele. Medir um campo magnético remotamente - seja do outro lado de uma sala, em um país, ou 93 milhões de milhas de distância - é uma história totalmente diferente. Mas é exatamente isso que uma equipe de cientistas da NASA e colaboradores internacionais pretendem fazer com a missão CLASP2.1:medir o campo magnético em uma fatia crítica da atmosfera do Sol chamada cromosfera. p CLASP2.1, abreviação de Chromospheric Layer Spectropolarimeter 2.1, fará essas medições de um foguete de sondagem da NASA. Foguetes de sondagem são pequenos foguetes que transportam instrumentos para o espaço por cinco a dez minutos antes de cair de volta na Terra. A janela de lançamento para a missão do foguete de sondagem CLASP2.1 abre às 11h30 MT em 5 de outubro, 2021, no White Sands Missile Range, no Novo México.
p O próximo vôo será a terceira viagem do instrumento CLASP ao espaço. O trabalho atual baseia-se em voos anteriores para ajudar os cientistas a entender melhor o campo magnético da cromosfera do Sol, assim chamado por sua aparência vermelha brilhante durante eclipses solares totais.
p O magnetismo impulsiona grande parte da atividade do sol, como erupções solares. De acordo com David McKenzie, CLASP2.1 principal investigador e astrofísico do Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama, magnetismo é o que torna a astrofísica interessante. "Isso é especialmente verdadeiro na física solar, " ele disse.
p Flares e outras atividades na superfície do Sol podem afetar as pessoas na Terra e no espaço. Embora a radiação prejudicial de um flare não possa atravessar a atmosfera da Terra e afetar fisicamente as pessoas no solo, essas explosões de radiação podem interferir nos sinais de rádio e GPS, e outros efeitos da atividade solar podem danificar prematuramente metais em coisas como oleodutos e usinas nucleares. A atividade solar extremamente intensa pode até causar quedas de energia. As doses maciças de radiação que acompanham as explosões solares também representam uma ameaça aos astronautas fora da proteção do campo magnético da Terra.
O efeito Zeeman. Esta imagem animada mostra um espectro com várias linhas de absorção - linhas espectrais produzidas quando átomos em temperaturas específicas absorvem um comprimento de onda específico de luz. Quando um campo magnético é introduzido (mostrado aqui como linhas de campo magnético azuis emanando de uma barra magnética), linhas de absorção divididas em duas ou mais. O número de divisões e a distância entre elas revelam a força do campo magnético. Observe que nem todas as linhas espectrais se dividem dessa maneira e que o instrumento CLASP mede as linhas espectrais na faixa ultravioleta, enquanto esta demonstração mostra linhas na faixa visível. Crédito:Goddard Space Flight Center da NASA / Scott Weissinger p "Ao compreender o campo magnético do sol, podemos aprender a prever quando esses eventos vão acontecer, "McKenzie disse. Um dia, as informações podem ajudar os cientistas a alertar as empresas de energia sobre eventos de alto risco ou dizer aos astronautas quando é seguro fazer uma caminhada no espaço.
p Mas agora, não sabemos muito sobre o campo magnético na cromosfera, a camada inferior da atmosfera do Sol, onde as forças magnéticas dão origem às erupções solares. Isso ocorre principalmente porque é muito difícil de medir.
p Entre no CLASP e suas missões subsequentes, CLASP2 e CLASP2.1. Uma vez que os pesquisadores não podem medir o campo magnético diretamente, CLASP foi projetado para medir os efeitos do campo magnético na cromosfera, onde o material solar superaquecido emite luz ultravioleta.
p O telescópio CLASP, que contempla o sol, fornece luz ultravioleta para um espectrógrafo, um instrumento que separa a luz em seus comprimentos de onda componentes. Cada comprimento de onda aparece como um "entalhe" no espectro de luz - os cientistas as chamam de linhas espectrais. Na presença de um campo magnético, essas linhas às vezes se dividem. (Este fenômeno, conhecido como Efeito Zeeman, é nomeado em homenagem ao físico holandês Pieter Zeeman, que a observou pela primeira vez em 1896. Zeeman ganhou um Prêmio Nobel pela descoberta, que é fundamental para a astrofísica.)
p Os dados do espectropolarímetro da primeira missão de foguete de sondagem CLASP produziram as primeiras medições de polarização ultravioleta da cromosfera solar. Os dados ofereceram uma visão sobre uma pequena seção do Sol, representado pela linha esmaecida na caixa destacada. CLASP2.1 tem como objetivo fazer medições para 12-15 dessas mechas. Crédito:NAOJ, JAXA, NASA / MSFC; imagem solar de fundo:NASA / SDO
p Essa divisão de linhas espectrais também polariza a luz, de modo que as ondas de luz individuais tendem a oscilar em uma determinada direção, ou mesmo em um movimento circular (sentido horário ou anti-horário). Equipado com um filtro especializado - essencialmente uma versão mais precisa de óculos de sol polarizados - CLASP2.1 medirá essa polarização. Com esta informação, os cientistas podem determinar com precisão o quanto o campo magnético da cromosfera dividiu as linhas espectrais.
p "A quantidade de divisão depende da força do campo magnético, "McKenzie disse." Então, se você pode medir a quantidade de divisão, então você tem uma medição remota de quão forte é o campo magnético. "
p CLASP2.1, que usa o mesmo instrumento das missões CLASP anteriores, tem a mesma configuração do CLASP2, mas testará um novo recurso. Em vez de medir apenas uma fatia do sol, ele olhará para 12 a 15 lascas de tamanhos iguais durante seus seis minutos no espaço. (McKenzie diz que seriam necessárias muitas centenas desses segmentos para abranger o sol). Cada fatia revela um instantâneo daquela seção do campo magnético do sol em constante mudança. Quanto mais lascas eles podem cobrir, mais ampla a faixa do campo magnético que os cientistas podem visualizar.
p McKenzie espera eventualmente colocar o instrumento em um satélite de vôo livre, onde ele possa fazer medições contínuas do sol. Antes que um equipamento científico ganhe um lugar a bordo de um satélite, no entanto, os pesquisadores que trabalham nele devem demonstrar que funciona. Missões de foguetes de sondagem como esta permitem que McKenzie e o resto da equipe testem e refinem seus equipamentos. "É o desenvolvimento de tecnologia, é uma prova de conceito, resolvemos alguns dos bugs, "disse ele. E, no processo, a equipe produz instantâneos dos campos magnéticos da cromosfera.