¿Cómo (diablos) la cámara SWAN de SOHO capta la imagen de toda la esfera celeste 4π sr?

Cometa C/2020 F8 (SWAN) discutido en Astronomy SE:

fue descubierto por humanos pero usando la cámara SWAN en SOHO .

Earthsky.org's Así es como SOHO y un observador del cielo descubrieron el cometa SWAN muestra una secuencia GIF de imágenes de esta cámara a partir de datos en línea disponibles públicamente.

Muestra una esfera completa de datos de 0 a 360 grados en (¿eclíptica?) "longitud" y -90 a +90 en "latitud".

Pregunta: ¿Cómo capta la imagen de la cámara SWAN de SOHO toda la esfera celeste de 4π sr?

El movimiento del cometa C/2020 F8 (SWAN) a través de sucesivos mapas de todo el cielo observados con el instrumento SWAN en SOHO durante el período del 1 de abril al 9 de mayo de 2020. Imagen vía ESA.

El movimiento del cometa C/2020 F8 (SWAN) a través de sucesivos mapas de todo el cielo observados con el instrumento SWAN en SOHO durante el período del 1 de abril al 9 de mayo de 2020. Imagen vía ESA.

Este GIF también está disponible en https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/new-comet-discovered-by-esa-and-nasa-solar-observatory que dice:

El nuevo cometa fue visto por primera vez en abril de 2020 por un astrónomo aficionado llamado Michael Mattiazzo utilizando datos de un instrumento SOHO llamado Solar Wind Anisotropies, o SWAN, como se ve aquí. El cometa parece abandonar el lado izquierdo de la imagen y reaparecer en el lado derecho alrededor del 3 de mayo, debido a la forma en que se muestran los mapas de todo el cielo de 360 ​​grados de SWAN, al igual que un globo terráqueo representado por un mapa 2D.

SWAN mapea el viento solar que fluye constantemente en el espacio interplanetario al enfocarse en una longitud de onda particular de luz ultravioleta emitida por átomos de hidrógeno. El nuevo cometa, oficialmente clasificado C/2020 F8 (SWAN) pero apodado Cometa SWAN, se vio en las imágenes porque está liberando enormes cantidades de agua, alrededor de 1,3 toneladas métricas (alrededor de 1,5 toneladas imperiales) por segundo. Como el agua está compuesta de hidrógeno y oxígeno, esta liberación hizo que el cometa SWAN fuera visible para los instrumentos de SOHO.

El cometa SWAN es el cometa número 3932 descubierto utilizando datos de SOHO. Casi todos los casi 4.000 descubrimientos se han realizado utilizando datos del coronógrafo de SOHO, un instrumento que bloquea la cara brillante del Sol mediante un disco de metal para revelar la atmósfera exterior comparativamente tenue, la corona. Este es solo el duodécimo cometa descubierto con el instrumento SWAN desde el lanzamiento de SOHO en 1995, ocho de los cuales también fueron descubiertos por Mattiazzo.

A continuación se muestran los tipos de imágenes en movimiento que normalmente he visto de las cámaras fijas de SOHO apuntando hacia el Sol:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Arriba: de ¿Cuál es exactamente la interacción que bloqueó el enlace descendente de datos de Juno cerca de la conjunción solar? Abajo: De esta respuesta a ¿Qué es este punto blanco y línea extraña en la imagen SOHO? ¡Sí, esas son las Pléyades zumbando más allá del Sol!

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Respuestas (1)

La respuesta es que lo hace escaneando. Hay dos instrumentos SWAN, cada uno de los cuales ve un área de 5 ∘ × 5 ∘ en cualquier momento: con un 25 -sensor de píxeles donde cada píxel es por lo tanto un grado cuadrado.

Uno de estos instrumentos mira el hemisferio norte y el otro el hemisferio sur, y ambos son escaneados por mecanismos que involucran dos conjuntos giratorios para cada cámara. Aquí hay un diagrama bastante cutre del norte (arriba en el diagrama) frente a uno que dibujé:

CISNE apuntando

La cámara está mirando en la dirección de la flecha, y los dos bits giratorios están representados por los dos discos, y el segundo disco solo gira a través de la parte superior. π ángulo.

Sin embargo, la cámara en realidad se sienta en la base de este conjunto, mirando hacia arriba, y la luz se dirige hacia abajo a través de dos espejos, uno de los cuales gira con cada conjunto. No los he dibujado porque se volvió demasiado difícil hacer las transformaciones de coordenadas.

Para hacer la vida más interesante estos espejos no son planos: son toroidales. La razón de esto es que los espejos hacen al menos parte (y creo que probablemente todo) del enfoque de la luz, y el uso de pares de espejos toroidales evita el astigmatismo asociado con los espejos esféricos. Este es un buen truco.

Y el truco final es que hay una celda llena de hidrógeno en cada camino óptico, que se puede usar para buscar el Lyman- α línea en hidrógeno. Como se mencionó en un comentario, pensé que entendía cómo funciona esto, pero ahora no estoy seguro de hacerlo. Normalmente, el hidrógeno en las células es molecular, lo que significa que no absorbe Ly- α . Hay calentadores en las celdas que las calientan lo suficiente como para disociar el hidrógeno en la celda, momento en el que absorberá Ly- α . Así que creo que están usando la diferencia entre el estado con la celda fría y caliente para inferir cuánto Ly- α están viendo, como cuando hace calor esencialmente están poniendo un Ly- α absorbente entre la cámara y el cielo. Pero no estoy completamente seguro de esto.

Referencias

  • LATMOS es al menos uno de los grupos involucrados en SWAN, y aquí hay una página con un diagrama del instrumento.
  • La página SWAN de la NASA es menos informativa.
  • Knight Optical tiene una descripción útil sobre los espejos toroidales y lo que hacen.

Muchas de las referencias de las páginas de LATMOS parecen haberse podrido, lamentablemente, ya que el proyecto es bastante antiguo.

a partir de su descripción, no está claro que el segundo espejo (visto desde el sensor) y su ensamblaje giren por el ensamblaje del primer espejo
¡Gracias! Esto también puede ser útil: directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/s/soho
¿Cómo les ayuda poner hidrógeno en el camino óptico a encontrar las líneas espectrales del hidrógeno?
@ user253751: Estoy un poco confundido acerca de esto (y creo que mi respuesta no fue completa en esta parte), pero normalmente el hidrógeno en las células es molecular, lo que significa que no absorbe Ly- α . Hay calentadores en las celdas que las calientan lo suficiente como para disociar el hidrógeno en la celda, momento en el que absorberá Ly- α . Así que creo que están usando la diferencia entre el estado con la celda fría y caliente para inferir cuánto Ly- α ellos estan viendo? Agregaré una nota a la respuesta para decir que estoy un poco confundido acerca de esto.
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