En los últimos años han circulado asombrosas imágenes del sol. Son del instrumento AIA del Observatorio de Dinámica Solar. El siguiente muestra átomos de hierro súper calientes. Entonces, ¿estoy mirando las líneas de campo de la magnetosfera del sol?
La luz está en el rango ultravioleta extremo y se recogió a través de filtros. ¿De qué están hechos esos filtros? ¿Cuál es el tiempo de exposición de estas fotos? ¿La unidad usa el tipo de superficie de grabación de luz que usa una cámara digital, o es una superficie capaz de grabar en el rango EUV?
Todo esto genera un montón de otras preguntas, pensé en tan solo probar las aguas...
La imagen compuesta no se puede hacer a partir de nuestros jpegs estándar, ya que se escalan logarítmicamente para mejorar el contraste. Usted coloca los datos escalados linealmente en los canales de color de una imagen sRBG y luego registra la escala del resultado.
Los filtros de instrumentos AIA son filtros metálicos multicapa depositados en espejos de vidrio que se esmerilaron con la forma correcta. Todo se explica en el artículo de Lemen que está disponible gratuitamente en http://adsabs.harvard.edu/abs/2012SoPh..275...17L . Otros artículos describen la calibración y las operaciones. Un filtro frontal impide la entrada de la luz visible en la mayoría de los canales. El CCD no se calienta mucho por la radiación que atraviesa el filtro, sino que se enfría mediante un radiador que apunta hacia el espacio.
Está bien, morderé, a pesar de que Dean Pesnell del equipo SDO ya debe amarme de verdad . :)
La mayor parte de la información que busca está disponible en las páginas de datos de SDO , si hace clic en el ícono de información. También tenga en cuenta que el compuesto del canal Fe (hierro) en su pregunta está equipado con información de canal con clave de color en la parte inferior izquierda, aunque es bastante difícil de ver con la resolución que utilizó. Aquí está la descripción de la imagen compuesta:
Esta imagen combina tres imágenes con temperaturas diferentes, pero muy similares. Los colores se asignan de manera diferente que en las imágenes individuales. Aquí AIA 211 es rojo, AIA 193 es verde y AIA 171 es azul. Cada uno destaca una parte diferente de la corona.
Entonces, el compuesto se genera tomando las tres imágenes de diferentes longitudes de onda (dados en sus nombres en angstroms) y combinándolas por canal de color en una sola imagen de color. Las tres entradas se describen como (utilizando las últimas miniaturas de datos SDO como ejemplos):
AIA 211 (Canal rojo en compuesto Fe)
Este canal (así como AIA 335) destaca la región activa de la atmósfera exterior del Sol: la corona. Las regiones activas, las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal aparecerán brillantes aquí. Las áreas oscuras, llamadas agujeros coronales, son lugares donde se emite muy poca radiación, pero son la principal fuente de partículas del viento solar.
Donde : Regiones activas de la corona
Longitud de onda : 211 angstroms (0,0000000211 m) = Ultravioleta extremo
Iones primarios vistos : 13 veces hierro ionizado (Fe XIV)
Temperatura característica : 2 millones K (3,6 millones F)
AIA 193 (Canal verde en composite Fe)
Este canal destaca la atmósfera exterior del Sol, llamada corona, así como el plasma de llamaradas calientes. Las regiones calientes activas, las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal aparecerán brillantes aquí. Las áreas oscuras, llamadas agujeros coronales, son lugares donde se emite muy poca radiación, pero son la principal fuente de partículas del viento solar.
Dónde : Corona y plasma de llamarada caliente Longitud de
onda : 193 angstroms (0,0000000193 m) = Ultravioleta extremo
Iones primarios vistos : 11 veces hierro ionizado (Fe XII)
Temperatura característica : 1,25 millones K (2,25 millones F)
AIA 171 (Canal azul en compuesto Fe)
Este canal es especialmente bueno para mostrar bucles coronales: los arcos que se extienden desde el Sol donde el plasma se mueve a lo largo de las líneas del campo magnético. Los puntos más brillantes que se ven aquí son lugares donde el campo magnético cerca de la superficie es excepcionalmente fuerte.
Dónde : Corona tranquila y región de transición superior Longitud de
onda : 171 angstroms (0,0000000171 m) = Ultravioleta extremo
Iones primarios vistos : 8 veces hierro ionizado (Fe IX)
Temperatura característica : 1 millón K (1,8 millones F)
También intenté generar mis propios compuestos a partir de AIA 211, AIA 193 y AIA 171. Estos son los dos intentos:
La imagen de arriba es una combinación de canales RGB de conversión directa de escala de grises. Se ve muy bien, pero demasiado rojo. Bien, siguiente intento:
Eso es mejor, pero no tan bueno como el del equipo SDO, por supuesto. Lo que hice aquí fue convertir los canales de entrada en blanco y negro usando el perfil de retrato en Photoshop, luego los recombiné como componentes RGB como antes, y también ajusté un poco el balance de color de salida. Opté por una temperatura de color de 6500 K. Y también hubo un poco de ajuste de contraste. Todavía no es exactamente como los compuestos de SDO aunque:
OK, basta de jugar con los datos. Intentemos responder a sus preguntas de manera más directa:
¿De qué están hechos esos filtros?
No tengo ni idea. Son filtros ópticos con revestimiento multicapa que dejan pasar la luz incidente en las longitudes de onda descritas anteriormente. Aunque supongo que son de alta calidad y eran muy caros. :) Mi mejor suposición sería que fueron hechos por múltiples capas de deposición al vacío de compuestos dieléctricos parcialmente reflectantes sobre un sustrato de vidrio. Este sería el llamado "recubrimiento tradicional" , pero existen otros procesos que podrían haber sido usos para AIA.
¿Cuál es el tiempo de exposición de estas fotos?
Si observa las marcas de tiempo de los canales individuales en la imagen, como máximo tienen unos segundos de diferencia. AIA es capaz de tomar al menos una imagen por segundo . Pero cambiar la ruta óptica (AIA usa cuatro telescopios) y los filtros tomará unos segundos, lo que se reflejará en las marcas de tiempo. Y cada filtro probablemente requerirá tiempos de exposición ligeramente diferentes. Los datos de navegación que está viendo ( Nivel 2 ) se procesan a partir de un flujo de datos sin procesar ( Nivel 0 ) y se corrigen a un tiempo de exposición estandarizado. Consulte la documentación de la Guía para el análisis de datos de SDO para obtener más información.
¿La unidad usa el tipo de superficie de grabación de luz que usa una cámara digital, o es una superficie capaz de grabar en el rango EUV?
AIA utiliza sensores CCD (dispositivo de carga duplicada) con resolución 4Kx4K que funcionan a unos -70 °C ( fuente ). Mantener los sensores a temperaturas lo suficientemente bajas les permite registrar en el rango visible y UV con bajo ruido térmico. Los CCD son un poco costosos de fabricar y, por lo general, encontrará sensores CMOS más baratos en sus dispositivos de consumo. Pero son ampliamente utilizados en varios mercados profesionales, incluida la astronomía.
Algunas fuentes adicionales:
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