El telescopio de imágenes ultravioleta extremo ( EIT ) es un instrumento de la nave espacial SOHO que se utiliza para obtener imágenes de alta resolución de la corona solar en el rango ultravioleta . El instrumento EIT es sensible a la luz de cuatro longitudes de onda diferentes : 17,1, 19,5, 28,4 y 30,4 nm , correspondientes a la luz producida por hierro altamente ionizado (XI) / (X), (XII), (XV) y helio.(II), respectivamente. El EIT está construido como un solo telescopio con una estructura de cuadrante a los espejos de entrada: cada cuadrante refleja un color diferente de la luz EUV, y la longitud de onda a observar es seleccionada por un obturador que bloquea la luz de todos los cuadrantes del telescopio principal excepto el deseado. .
Las longitudes de onda de la EIT son de gran interés para los físicos solares porque son emitidas por la corona solar muy caliente, pero no por la fotosfera relativamente más fría del Sol; esto revela estructuras en la corona que de otro modo quedarían oscurecidas por el brillo del Sol. El EIT se concibió originalmente como un instrumento de visor para ayudar a seleccionar los objetivos de observación para los otros instrumentos a bordo del SOHO, pero al EIT se le atribuye una buena fracción de la ciencia original proveniente del SOHO, incluidas las primeras observaciones de los fenómenos de ondas viajeras en la corona. caracterización del inicio de la eyección de masa coronal y determinación de la estructura de los agujeros coronales . Antes de mediados de 2010, EIT obtuvo una imagen Fe XII (longitud de onda de 19,5 nm) del Sol unas cuatro veces por hora, durante todo el día; estos se vincularon inmediatamente como películas de lapso de tiempo al sitio web de SOHO para que cualquiera que estuviera interesado pudiera verlas de inmediato. (Desde el verano de 2010, cuando se completó la puesta en servicio de Thorpe del Observatorio de Dinámica Solar , su Ensamblaje de Imágenes Atmosféricas ha podido tomar imágenes solares de resolución mucho más alta con mucha más frecuencia. Los coronógrafos de luz blanca en SOHO pueden tomar imágenes más con frecuencia: comparten una CPU y ancho de banda de telemetría con EIT. Las imágenes se utilizan para estudios de larga duración del Sol, para análisis estructurales detallados de características solares y para la predicción del clima espacial en tiempo real por el Centro de Predicción del Clima Espacial de la NOAA .
Tecnología
EIT es el primer instrumento de larga duración que utiliza ópticas recubiertas multicapa de incidencia normal para obtener imágenes del Sol en ultravioleta extremo . Esta porción del espectro es extremadamente difícil de reflejar, ya que la mayor parte de la materia absorbe la luz con mucha fuerza. Convencionalmente, estas longitudes de onda se han reflejado utilizando incidencia rasante (como en un telescopio Wolter para obtener imágenes de rayos X ) o una rejilla de difracción (como en la superposición jocosamente denominada que se llevó a cabo en Skylab a mediados de la década de 1970). La moderna tecnología de deposición al vacío permite recubrir espejos con capas extremadamente delgadas de casi cualquier material. Los espejos multicapa en un telescopio EUV están recubiertos con capas alternas de un elemento "espaciador" ligero (como el silicio ) que absorbe la luz EUV solo débilmente, y un elemento "dispersador" pesado (como el molibdeno ) que absorbe la luz EUV con mucha fuerza. Quizás se podrían colocar 100 capas de cada tipo en el espejo, con un grosor de alrededor de 10 nm cada una. El grosor de la capa está estrictamente controlado, de modo que a la longitud de onda deseada, los fotones reflejados de cada capa interfieren de manera constructiva. De esta manera, se pueden lograr reflectividades de hasta ~ 50%.
La tecnología multicapa permite utilizar formas de telescopios convencionales (como los diseños Cassegrain o Ritchey – Chrétien ) en una parte novedosa del espectro. Las imágenes solares con óptica EUV multicapa fueron pioneras en la década de 1990 con los cohetes de sondeo MSSTA y NIXT , cada uno de los cuales volaron en varias misiones de cinco minutos al espacio. La óptica EUV multicapa también se utiliza en equipos de nanolitografía terrestre para la fabricación de microchips .
El detector EIT es un CCD convencional que está retroiluminado y especialmente adelgazado para admitir los fotones EUV. Debido a que el detector es casi igualmente sensible al EUV y a los fotones visibles, y el Sol es aproximadamente mil millones (10 9 ) veces más brillante en luz visible que en EUV, se utilizan filtros especiales de lámina delgada para bloquear la luz visible mientras se admite el EUV. Los filtros están hechos de una hoja de aluminio extremadamente delgada , de aproximadamente 200 nm (0,2 micrómetros) de espesor, y transmiten aproximadamente la mitad de la luz EUV incidente mientras absorben esencialmente toda la luz visible incidente.
Historia
EIT fue una venta difícil a las agencias de financiación científica, ya que no estaba claro a principios de la década de 1990 que la simple imagen de la corona sería científicamente útil (la mayoría de los otros instrumentos a bordo del SOHO son espectrógrafos de varios tipos). El investigador principal del EIT , Jean-Pierre Delaboudiniere , se vio obligado a buscar fondos y recursos de varios lugares para construir y lanzar el instrumento. Por ejemplo, el EIT solo de los instrumentos SOHO no tiene su propia computadora de vuelo ; está conectado a la computadora de vuelo por instrumentos LASCO y se trata operacionalmente como una cámara LASCO adicional. No había fondos disponibles para un mecanismo de ajuste de apuntamiento, por lo que el EIT se atornilla directamente a la nave espacial y, por lo tanto, forma la referencia de apuntamiento del SOHO: todos los demás instrumentos se alinean con las imágenes del EIT. El ajuste del enfoque se logra mediante la expansión térmica : los calentadores de supervivencia internos (que se encuentran en la mayoría de los instrumentos espaciales) se utilizan para lograr cambios microscópicos en el tamaño de la estructura del telescopio y, por lo tanto, en el espacio entre espejos. Originalmente, a la EIT se le asignó solo alrededor de 1 kbit / s de datos, aproximadamente la misma velocidad que un teletipo de 110 baudios, pero después de que su utilidad quedó clara, se le asignó mucho más ancho de banda de telemetría .
Instrumentos relacionados
La tecnología de EIT se basa en prototipos de instrumentos que se instalaron en las cargas útiles del cohete MSSTA y NIXT . El primer telescopio multicapa en tomar imágenes del disco completo del Sol en EUV fue volado por ABC Walker y su equipo en 1987. Las naves espaciales TRACE , STEREO y Proba-2 (lanzadas en 1998, 2006 y 2009, respectivamente) llevan captadores de imágenes multicapa similares , al igual que la misión del Observatorio de Dinámica Solar .
enlaces externos
- Últimas imágenes de campo completo de EIT
Referencias
[1]
- ^ Delaboudinière, J.-P .; Artzner, GE; Gabriel, AH; Hochedez, JF; Millier, F .; Song, XY; y otros 18 (1995). "EIT: Telescopio de imágenes ultravioleta extrema para la misión SOHO" . Física solar . 162 (1–2): 291–312. Código Bibliográfico : 1995SoPh..162..291D . doi : 10.1007 / BF00733432 . S2CID 121667959 .