¿Qué refleja esta imagen de "red en la superficie del Sol"? ¿Qué nos muestra 789 nm?

¿Qué es esta red en la superficie del Sol? me tiene pensando.

  1. Probablemente no sea una foto en color normal.
  2. ¡Las áreas más frescas son realmente oscuras!

actualización: Los comentarios señalan

  1. El comunicado de prensa de NSO dice que la banda de paso es de 789 nm.
  2. "Las imágenes se han procesado para eliminar el ruido y mejorar la visibilidad (contraste) de las características (magnéticas) a pequeña escala manteniendo su forma. Los fotogramas de la película se han suavizado para eliminar el ruido".

Pregunta: ¿Qué nos muestra esta imagen a 789 nm? ¿Estamos viendo cambios en la radiación del cuerpo negro o hay una característica espectral que rastrea algo más específico? ¿La intensidad en la imagen realmente rastrea la temperatura directamente o la refleja de una manera más sutil?

Hay dos videos vinculados en el artículo Bad Astronomy de Phil Plait

Del Universo Hoy Esta es la imagen de mayor resolución jamás tomada de la superficie del Sol

Esta es la imagen de mayor resolución jamás tomada de la superficie del Sol

El comunicado de prensa de NSO dice que la banda de paso es de 789 nm.
Tenga en cuenta que las manchas solares también son bastante oscuras, incluso cuando mira directamente a través de un telescopio con filtro solar.
@MikeG excelente, por lo que si tuviéramos una imagen lineal en escala de grises podríamos hacer un mapa de temperatura aproximado y aproximado invirtiendo la ley de Planck , suponiendo que la longitud de onda se eligió para reflejar la radiación del cuerpo negro en lugar de alguna característica espectral dependiente de la temperatura.
Creo que el color en sí mismos nada. Su brillo sí. Ruslan tiene razón pero nuestros ojos se adaptan. Siempre me pregunto si este tipo de fotos solares están manipuladas para contrastar.
@Alchimista El comunicado de prensa de la NSO al que Mike G se vinculó dice: "Las imágenes se han procesado para eliminar el ruido y mejorar la visibilidad (contraste) de las características (magnéticas) a pequeña escala mientras mantienen su forma. Los fotogramas de la película se han suavizado para eliminar el ruido ."
@PeterErwin ¡Gracias! He actualizado la pregunta en consecuencia.
@MikeG lo mismo...

Respuestas (2)

Bueno, déjame intentarlo. Se dice que la línea en cuestión es una sonda de una línea Fe XI, es decir, átomos de hierro con 10 electrones eliminados.

No obtienes tales iones en la fotosfera solar, es demasiado fría; la radiación de la fotosfera es probablemente un pseudocontinuo en esa longitud de onda.

Sin embargo, material mucho más caliente en la cromosfera y la corona puede contener iones Fe XI. El plasma en estas estructuras podría absorber la luz de la fotosfera subyacente, si fuera lo suficientemente denso, o más probablemente, si apunta su cámara por encima del borde de la fotosfera, podría ver estructuras coronales ópticamente delgadas que emiten luz en esta longitud de onda.

¿Porque es esto importante? Normalmente, necesitaría usar EUV o emisión de rayos X para sondear el plasma coronal, pero la calidad de la imagen no es tan buena. Puede hacerlo mucho mejor en longitudes de onda ópticas, pero hay muy pocas líneas de diagnóstico que se pueden usar.

Editar: De hecho, esta presentación sobre el diagnóstico coronal DKIST parece confirmar esta corazonada y también menciona las posibilidades adicionales que ofrece la polarimetría de líneas espectrales ópticas/IR en la investigación de estructuras magnéticas coronales. La línea de Fe XI en cuestión es sensible a la división de Zeeman, lo que ofrece la oportunidad de probar la fuerza y ​​la dirección de los campos magnéticos donde se forma la línea. El efecto Zeeman es proporcional al cuadrado de la longitud de onda, por lo que los diagnósticos de rayos X y EUV más habituales simplemente no pueden hacer eso.

En la página 2 de esa presentación se establece claramente que este tipo de medidas se limitan a imágenes coronagráficas tomadas del limbo del Sol. Apuntar a la fotosfera no proporcionará información útil para estos diagnósticos, porque la débil luz de la cromosfera y la corona se ve inundada por la emisión normal de la fotosfera.

Sextus Empiricus ha señalado un comunicado de prensa, que aunque no está claro en su significado exacto, implica que las características oscuras alrededor de la granulación pueden ofrecer suficiente contraste para ver el gas cromosférico mucho más delgado y caliente directamente arriba, produciendo puntos brillantes en los carriles oscuros. Observarlos a través de diferentes filtros polarizadores podría revelar detalles sobre la estructura y la fuerza del campo magnético.

Sin embargo, en investigaciones posteriores, estos puntos brillantes fotosféricos no son nada por el estilo. Son tubos de flujo magnético concentrado que permiten una visión más profunda (y por lo tanto más caliente y brillante) del Sol. Las temperaturas típicas del material más profundo todavía están alrededor de 10 4 K (por ejemplo, Shelyag et al. 2010 ) y no lo suficientemente cerca como para excitar a Fe XI.

La imagen a continuación, que proviene de este sitio , a la que se refiere Sextus Empiricus, muestra la situación. Un haz de flujo magnético "ahueca" un pasaje más hacia el interior solar y la luz que vemos proviene de regiones más profundas, más calientes y más brillantes. Nada que ver con la emisión coronal.Tubos de flujo

Llego a la conclusión de que esta imagen (que se tomó con fines de verificación científica) solo estaba usando el filtro Fe XI como filtro de banda estrecha. Todo lo que estamos viendo en la imagen es esencialmente continuo desde la fotosfera a temperaturas entre 4000K y ∼ 10 4 K. Por lo tanto, el contraste simplemente surge de la diferente intensidad monocromática del material a diferentes temperaturas.

Este comunicado de prensa con esta imagen muestra el punto del pozo del filtro Fe XI 789 nm. Pueden ser mejores referencias que el pdf. También aquí dkist.nso.edu/node/319
@SextusEmpiricus ¿ninguno de esos enlaces menciona a Fe XI?
tiene razón, no mencionan que el filtro se relaciona con la emisión de iones Fe XI. Pero sí explican las características de la corona y por qué se relacionan con las células de convección. En la imagen particular, puede ver los detalles de los tubos de flujo dentro de algunas de las partes más oscuras entre las celdas. El uso del filtro es observar esas características detalladas. Para obtener imágenes de las células convectivas de la pregunta del OP, no necesita el filtro de 789,2 nm (y también esa estructura granular de las células convectivas ya se había fotografiado hace décadas y es menos innovadora)

El Sol es prácticamente un cuerpo negro para todos los propósitos, excepto cuando se mira con un espectrómetro bastante preciso.

Por otra parte, no es un cuerpo negro de temperatura constante. El brillo de estas imágenes se traduce directamente en cierta temperatura en la región correspondiente de la fotosfera. Los más brillantes de ellos están en algún lugar 6000K, los píxeles más oscuros son, digamos, 4000K.

El color de las imágenes y videos publicados es completamente artificial y elegido para verse "soleado". Estos 789nm son rojos en realidad, cerca del límite rojo de la visión humana. Por otra parte, no dijeron qué tan ancha es la banda de paso del filtro.

Esta página web que describe el Visible Broadband Imager (VBI) utilizado con DKIST muestra que la banda de longitud de onda a 789,186 nm tiene un FWHM de 0,356 nm de ancho. Esta longitud de onda central también se identifica como una línea espectral de hierro altamente ionizado (Fe IX). Dado que es la longitud de onda más grande disponible con la cámara, probablemente se eligió para obtener el máximo detalle utilizando la óptica adaptativa del telescopio para ayudar a reducir la degradación debido a la observación atmosférica.
-1porque esto parece más una suposición que una respuesta adecuada de Stack Exchange. Un filtro estrecho con una banda de paso centrada en una línea de emisión espectral es más o menos lo mismo que "mirarlo con un espectrómetro (de imágenes) bastante preciso".
@uhoh No exactamente; la diferencia es que en un espectrómetro de imágenes, tiene la intensidad en múltiples longitudes de onda, mientras que en esta imagen solo ve la intensidad en 789.186 nm, correspondiente a la línea Fe XI. No creo que la forma o el ancho exactos importen, ya que se trata de una banda estrecha centrada en una línea que domina el continuo.
Dicho esto, esta respuesta podría beneficiarse de una explicación de lo que nos muestra la línea Fe XI (y posiblemente cómo el brillo se puede traducir en temperatura).
@pela está bien, un "monocromador de imágenes" ;-)
@pela He agregado una recompensa para endulzar la olla.
¿Qué refleja esta imagen de "red en la superficie del Sol"? ¿Qué nos muestra 789 nm?
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