La couronne du soleil – la couche la plus à l'extérieur de son atmosphère, visible uniquement pendant une éclipse solaire totale – a de longs scientifiques intrigués en raison de ses températures extrêmes, de ses éruptions violentes et de ses grandes proéminences. Cependant, la turbulence dans l'atmosphère terrestre a provoqué un flou d'image et des observations entravées de la couronne. Un développement récent par des scientifiques de la National Science Foundation (NSF) de l'Observatoire solaire (NSO) et du New Jersey Institute of Technology (NJIT) (NSO), le New Jersey Institute of Technology (NJIT), change en utilisant l'optique adaptative pour éliminer le flou.
Comme publié dans Astronomie naturellecette technologie pionnière de « l'optique adaptative coronale » a produit les images et vidéos les plus étonnantes et les plus claires de structure fine dans la couronne à ce jour. Ce développement ouvrira la porte à des informations plus profondes sur le comportement énigmatique de la couronne et les processus de conduite de l'espace.
Les images coronales les plus détaillées à ce jour ont révélé
Installé au télescope solaire Goode de 1,6 mètre (GST), exploité par le NJIT's Center for Solar-terrestrial Research (CSTR) à Big Bear Solar Observator (BBSO) en Californie, « Cona » – le système d'optique adaptatif responsable de ces images – Compenses pour les effets aériens provoqués par le vol dans le vol.
« La turbulence dans l'air dégrade sévèrement les images d'objets dans l'espace, comme notre soleil, vu à travers nos télescopes. Mais nous pouvons corriger pour cela », explique Dirk Schmidt, scientifique de l'optique adaptative NSO qui a dirigé le développement.
Parmi les observations remarquables de l'équipe, il y a le film d'une restructuration rapide de restructuration qui dévoile des flux internes turbulents fins et turbulents. Les proéminences solaires sont de grandes caractéristiques lumineuses, apparaissant souvent sous forme de arches ou de boucles, s'étendant vers l'extérieur de la surface du soleil.
Un deuxième film rejoue la formation rapide et l'effondrement d'un flux de plasma finement structuré. « Ce sont de loin les observations les plus détaillées de ce type, montrant des caractéristiques non observées auparavant, et il n'est pas tout à fait clair ce qu'ils sont », explique Vasyl Yurchyshyn, co-auteur de l'étude et professeur de recherche NJIT-CSTR. « C'est super excitant de construire un instrument qui nous montre le soleil comme jamais auparavant », ajoute Schmidt.
Un troisième film montre de belles brins de pluie coronale – un phénomène où le plasma refroidissant se condense et se retourne vers la surface du soleil. « Les gouttes de pluie dans la couronne du soleil peuvent être plus étroites que 20 kilomètres », conclut l'astronome NSO Thomas Schad des images les plus détaillées de pluie coronale à ce jour « , ces résultats offrent une nouvelle perspicacité observationnelle inestimable qui est vitale pour tester des modèles informatiques de processus coronaux. »
Un autre film montre le mouvement dramatique d'une proéminence solaire façonnée par le magnétisme du soleil.
Une percée dans l'optique adaptative solaire
La couronne est chauffée à des millions de degrés – beaucoup plus chaude que la surface du soleil – par des mécanismes inconnus des scientifiques. Il abrite également des phénomènes dynamiques de plasma solaire beaucoup plus frais qui semble rose rougeâtre pendant les éclipses.
Les scientifiques pensent que la résolution de la structure et de la dynamique du plasma plus glacial à petites échelles maintient une clé pour répondre au mystère du chauffage coronal et améliorer notre compréhension des éruptions qui éjectent le plasma dans l'activité de l'espace spatial – IE, les conditions de l'environnement près de l'espace de la Terre principalement influencée par l'activité du Soleil (EG, les fleuries solaires, l'espace et la masse coronale et les ejins de la masse coronale et le centre-sol et les systèmes de la terre et de la masse coronale et de l'espace et de la masse coronale et de l'espace et de la masse coronale et de l'espace et de la masse coronale et de l'espace et de la masse coronale et de l'espace et de la masse coronale et de l'espace de la masse coronale et de l'espace.
La précision requise exige de grands télescopes et des systèmes d'optique adaptatifs comme celui développé par cette équipe.
Le système GST Cona utilise un miroir qui se remodelage en continu de 2 200 fois par seconde pour contrer la dégradation de l'image causée par l'air turbulent. « L'optique adaptative est comme une mise au point automatique pompée et une stabilisation optique de l'image dans votre appareil photo pour smartphone, mais corriger les erreurs dans l'atmosphère plutôt que les mains tremblantes de l'utilisateur », explique l'ingénieur optique BBSO et l'observateur en chef, Nicolas Gorceix.
Depuis le début des années 2000, les optiques adaptatives ont été utilisées dans de grands télescopes solaires pour restaurer les images de la surface du soleil à leur plein potentiel, permettant aux télescopes d'atteindre leurs limites de diffraction théorique – IE, la résolution maximale théorique d'un système optique. Ces systèmes ont depuis révolutionné l'observation de la surface du soleil, mais jusqu'à présent, n'ont pas été utiles pour les observations dans la couronne; et la résolution des caractéristiques au-delà du membre solaire a stagné à une commande de 1 000 kilomètres ou pire – des niveaux atteints il y a 80 ans.
« Le nouveau système d'optique adaptatif coronal ferme cet écart vieux de décennies et fournit des images de caractéristiques coronales à une résolution de 63 kilomètres – la limite théorique du télescope solaire Goode de 1,6 mètre », explique Thomas Rimmele, technologue en chef du NSO qui a construit la première optique adaptative opérationnelle pour la surface du Soleil et a motivé le développement.
Implications pour l'avenir
Le système d'optique adaptatif coronal est désormais disponible à la TPS. « Cette progression technologique change la donne, il y a beaucoup à découvrir lorsque vous augmentez votre résolution par un facteur de 10 », explique Schmidt.
L'équipe sait maintenant comment surmonter la limite de résolution imposée par la région la plus basse de l'atmosphère de la Terre – Iie, la troposphère – sur les observations au-delà du membre solaire et travaille à appliquer la technologie du NSO NSF 4 mètres à Mauli, Hawaiʻi. Le plus grand télescope solaire du monde verrait des détails encore plus petits dans l'atmosphère du soleil.
« Cette technologie transformatrice, susceptible d'être adoptée dans les observatoires du monde entier, est sur le point de remodeler l'astronomie solaire au sol », a déclaré Philip R. Goode, professeur de recherche distingué de physique à NJIT-CSTR et ancien directeur de BBSO, qui a co-écrit l'étude. « Avec l'optique adaptative coronale actuellement en fonctionnement, cela marque le début d'une nouvelle ère en physique solaire, promettant de nombreuses autres découvertes dans les années et les décennies à venir. »
