Conectando científicos en la era de Solar Orbiter

Astronomía de la naturaleza (2023)Citar este artículo

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La primera reunión científica posterior al lanzamiento dedicada a la nave espacial ESA/NASA Solar Orbiter se realizó en persona en Belfast casi dos años y medio después de la misión, y se centró en construir nuevas colaboraciones y reavivar viejas amistades.

A pesar de su papel en la creación y el mantenimiento de la vida en la Tierra como nuestra fuente de luz, calor y energía, la conexión entre el Sol y la Tierra y, de hecho, la conexión del Sol con su heliosfera, siguen siendo un enigma. Los modelos predicen, y las observaciones parecen confirmar, que el campo magnético solar es creado y dirigido por flujos de plasma en las profundidades del interior del Sol. Estas líneas de campo luego estallan a través de la superficie solar visible como manchas solares y regiones activas, antes de extenderse hacia la heliosfera, donde pueden interactuar con magnetosferas planetarias y guiar partículas energéticas y erupciones de plasma solar. Sin embargo, las misiones solares tradicionalmente se han limitado a observar el Sol desde dentro del plano de la eclíptica, con el resultado de que no tenemos observaciones de cómo evoluciona el campo magnético solar cerca de los polos. Los observatorios solares existentes también han tendido a observar el Sol desde una unidad astronómica (es decir, la órbita de la Tierra), por lo que las observaciones de erupciones en el Sol están conectadas con mediciones in situ del plasma resultante después de mezclar el plasma. por propagación a través de la heliosfera turbulenta.

El octavo taller de Solar Orbiter, celebrado en los edificios de montaje de Belfast del 12 al 16 de septiembre de 2022, representó la primera vez desde el lanzamiento de la misión Solar Orbiter (y desde el comienzo de la pandemia de COVID-19) que los científicos de los diferentes instrumentos los equipos se habían reunido en persona para presentar y discutir los resultados iniciales. Solar Orbiter, un esfuerzo de colaboración conjunto entre la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA (la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio), es la primera misión del programa Cosmic Vision 2015-2025 de la ESA, y dos de sus objetivos son comprender el origen de la campo magnético del Sol, y conectando lo que sucede en el Sol con lo que se detecta in situ antes de cualquier mezcla del plasma en erupción. Solar Orbiter se lanzó desde Cabo Cañaveral en Florida en febrero de 2020, justo antes del inicio de la pandemia de COVID-19, y la pandemia obligó a que los diferentes equipos de instrumentos (por ejemplo, , www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Solar_Orbiter/Solar_Orbiter_ready_for_science_despite_COVID-19_setbacks).

Con la amplia variedad de instrumentos a bordo de Solar Orbiter, y dadas las oportunidades reducidas para que los científicos más jóvenes presenten su trabajo durante la pandemia, se tomó la decisión consciente de invitar a investigadores principiantes a presentar revisiones centradas en los diferentes instrumentos. Cada una de estas presentaciones de revisión ofreció información única sobre las fortalezas y oportunidades que brindan los instrumentos de Solar Orbiter, y los presentadores también aprovecharon la oportunidad para plantear preguntas que guiarán las próximas campañas de observación.

Aunque todavía es una misión nueva, ya que la fase científica comenzó a fines de 2021 y se completó un perihelio con datos de calidad científica al comienzo del taller, ya se podría presentar una amplia variedad de observaciones y resultados. Las observaciones de alta resolución temporal y espacial de la corona solar baja a una temperatura de aproximadamente 1 millón de grados proporcionadas por Extreme Ultraviolet Imager demostraron ser ideales para identificar bucles coronales oscilantes y liberación de energía a pequeña escala (las llamadas fogatas). La alineación conjunta de los diferentes instrumentos de teledetección de alta resolución también ha permitido realizar observaciones espectroscópicas de estas fogatas utilizando el instrumento Spectral Imaging of the Coronal Environment, así como un sondeo de su entorno magnético utilizando Polarimetric and Helioseismic Imager. La órbita de Solar Orbiter lo ha llevado lejos de la Tierra alrededor del lado más alejado del Sol, con el espectrómetro/telescopio para imágenes de rayos X y el coronógrafo Metis, vitales para proporcionar observaciones de erupciones solares y eyecciones de masa coronal lejos de la línea Sol-Tierra. .

La carga útil científica de Solar Orbiter es única en su combinación de instrumentos de detección remota e in situ, que permiten observar las erupciones en el Sol y luego medirlas a medida que pasan sobre la nave espacial. Como esto requiere una estimación precisa de dónde está conectada magnéticamente la nave espacial con el Sol, uno de los componentes clave de la misión antes del lanzamiento fue el desarrollo de un conjunto de modelos diseñados para predecir esta conectividad magnética. Estos modelos se utilizan tanto antes de las campañas de observación para predecir hacia dónde apuntar mejor los diferentes instrumentos, como posteriormente para determinar el origen del material detectado en la nave espacial. El papel vital de estos modelos en la conexión del Sol con la nave espacial ya se está viendo, y muchas de las detecciones de campos magnéticos y partículas in situ están relacionadas con diferentes erupciones y fenómenos observados en el Sol. A medida que la misión continúa y estos modelos maduran, seguramente obtendremos nuevos conocimientos sobre las conexiones entre el Sol y su heliosfera.

Como nueva misión, uno de los objetivos de este taller fue fomentar el uso de los datos y las observaciones de Solar Orbiter por parte de la comunidad en general, fuera de aquellos que ya están involucrados en los diferentes instrumentos. Para hacer esto, organizamos un día de análisis de datos, con cada uno de los 10 equipos de instrumentos presentando una breve introducción a sus respectivos instrumentos, después de haber preparado un cuaderno Jupyter con anticipación, que brindó una introducción al acceso, preparación y manejo de datos para sus instrumentos. . Además de permitir que los investigadores fuera de los equipos de instrumentos accedan a los datos y trabajen con ellos, esto también brindó una oportunidad para que los miembros del equipo utilicen datos de otros instrumentos, lo que solo puede fomentar una mayor colaboración y una ciencia conectada. Además, todo el material preparado y presentado por los diferentes equipos de instrumentos permanecerá disponible en línea a través de GitHub (https://github.com/SolarOrbiterWorkshop/solo8_tutorials), con el objetivo de proporcionar un punto de acceso para miembros nuevos (y antiguos). de la comunidad a los datos de Solar Orbiter.

El octavo taller de Solar Orbiter fue un gran éxito, tanto como la primera reunión científica presencial tras el lanzamiento de la misión, como también como una oportunidad para el desarrollo de nuevas colaboraciones y la reactivación de viejas redes. A pesar de las restricciones impuestas por la pandemia mundial, la nave espacial está funcionando bien y está realizando nuevas y emocionantes observaciones, que están siendo aprovechadas al máximo por todos los miembros de la comunidad. ¡Que continúe por mucho tiempo!

Centro de Investigación de Astrofísica, Queens University Belfast, Belfast, Irlanda del Norte, Reino Unido

david largo

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Correspondencia a David Long.

El autor declara que no hay conflictos de intereses.

Reimpresiones y permisos

Long, D. Conectando científicos en la era de Solar Orbiter. Nat Astron (2023). https://doi.org/10.1038/s41550-023-01999-7

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Publicado: 31 mayo 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-023-01999-7

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