Solar-B hjem Norsk bidrag Vitenskap Operasjon Instrumenter Datasenter Multimedia

Instrumentene på Solar-B

Solar-B består av 3 vitenskapelige instrumenter: Solar Optical Telescope (SOT), X-Ray Telescope (XRT) og Extreme Ultraviolet Imaging Spectrograph (EIS). Vi vil her gi en innføring i de 3 instrumentene, og vise hvordan de skal hjelpe oss å forstå bedre koronaen og hvorfor den er så varm. Bildet under er en tegning av Solar-B, hvor plassering av instrumentene er angitt.


Credit: Copied from Mullard Space Science Laboratory

SOT:

SOT blir det første store optiske sol-teleskopet som blir sendt ut i verdensrommet. Det har en diameter på 50 cm, og vil få en vinkeloppløsning på 0.25" (buesekunder). Det betyr at det vil kunne se detaljer ned til 175 km størrelse på solen. At det er et optisk teleskop, betyr at det er følsomt for synlig lys (altså innenfor de bølgelengder våre øyne kan se), og dekker et bølgelengdeområde på 480-650 nm (nanometer).

SOT vil observere magnetisk følsomme spektrallinjer, og ved hjelp av spektrograf-pakken Focal Plane Package vil vi kunne prosessere od fram til kart over magnetfeltet, magnetogrammer, samt kart over hastighet og intensitet i fotosfæren. Det virkelig essensielle punktet her er at vi faktisk vil kunne få 3D kart over magnetfeltet, altså informasjon om magnetfeltets styrke i alle 3 retninger.

For å illustrere hva slags type data man kan forvente seg fra SOT/FPP, viser vi i de to filmene under lignende data fra det svenske solteleskopet på La Palma.


To filmer av granulasjon tatt med det svenske solteleskopet på La Palma. Til venstre (10Mb) ser vi eksempel på høyoppløsnings data av den fotosfæriske granulasjonen. Filmen til høyre dekker et større område med en solflekk (44Mb).

Bildene fra det svenske solteleskopet, har på sitt beste enda bedre oppløsning enn det vi vil få fra SOT, om enn ikke mye. Fordelen med Solar-B er derimot at den befinner seg utenfor jordas amosfære. Turbulens i atmosfæren skaper nemlig en effekt som kalles "seeing" som fører til forstyrrelser i bildene og forringelse av kvaliteten. I tillegg har man jo slikt som f. eks. dårlig vær på jordoverflaten, noe som sjelden er et problem ute i rommet (med unntak av etter store solstormer). Dermed vil vi kunne få flotte bilder fra SOT 24 timer pr. døgn nesten hele året, mens man fra det svenske solteleskopet er heldige om man får noen timer med topp kvalitet i løpet av en uke. Og det svenske soltårnet har etter jordiske forhold en nærmest perfekt beliggenhet!

Bildet til venstre viser granlulasjonsmønstreret i fotosfæren. Dette er toppen av konveksjonslaget (den kokende gassen), og de lyse områdene er varm gass som strømmer opp fra solas indre. I fotosfæren avgis varmen i form av stråling, gassen kjøles, og synker ned igjen (de mørke områdene i bildet).

Denne typen data, samt informasjon om hastighetsmønsteret i fotosfæren og magnetfeltets styrke og retning vil vi vi få med SOT/FPP på Solar-B. Dette vil gi oss et god oversikt over hva som skjer i de lagene av atmosfæren som vi vet er kilden til energien som varmer danner den varme atmosfæren lengre ut.

XRT:

Og solens vamr atmosfære, koronaen vil bli obersvert direkte av 2 instrumenter på Solar-B. Det ene heter X-Ray Telescope (XRT), og er, som navnet tilsier et røntgenteleskop. Koronaen er fra ca. 1-3 MK varm, men kan i forbindelse med de største eksplosjonene (flares) bli opp til flere titalls millioner grader. Ved slike temperaturer stråler ikke lenger gassen så sterkt i synlig lys, men desto sterkere ved mer høyenergetisk stråling, som ultrafiolett (UV) og røntgen (X-ray).

XRT vil kunne ta bilder av koronaen, sett gjennom ulike filtere i røntgen. Det kan ta bilder av hele solskiva på en gang, eller ta bilder av mindre områder med høy oppløsning. Ved å benytte seg av ulike filtere, dekkes temperaturer fra 1-30 MK. Teleskopet har ikke den samme romlige oppløsning som man oppnår med SOT i synlig lys, men vil kunne se detaljer ned til ca. 2" (ca 1400 km på solen).

Med XRT vil vi få flotte bilder av solens korona, og kunne studere hvordan den varierer på ulike skalaer både romlig og i tid. Koronaen varierer på tidsskalaer fra noen få sekunder opp til 11-års syklusen. For å få et inntrykk av hva man kan forvente fra XRT, kan man sammenligne med Soft X-Ray Telescope (SXT) på Yohkoh, Extreme-Ultraviolet Imaging Telescope (EIT) på SOHO og Transition Region and Coronal Explorer (TRACE). XRT vil ha både bedre temperaturdekning, tidsoppløsning og romlig oppløsning ennde to første, mens den romlige oppløsningen på TRACE er bedre enn XRT sin.



Filmen til venstre (39Mb) viser data fra EIT på SOHO. Her ser vi hvordan koronaen ser ut på stor skala ved solminimum (venstre) og ved på vei mot maksimal solaktivitet (høyre). Filmen til høyre (7Mb) illustrerer hva slags data XRT kommer til å gi oss (uten like god oppløsning) dersom man observerer på mindre skalaer. Her ser vi en flare observert med TRACE i 2002. Legg merke til løkkestrukturen.
Credit: EIT images courtesy of SOHO/EIT consortium. SOHO is a project of international cooperation between ESA and NASA. TRACE is a mission of the Stanford-Lockheed Institute for Space Research. A joint program of the Lockheed-Martin Advanced Technology Centers Solar and Astrophysics Laboratory and Stanford's Solar Observatories group, and part of the NASA Small Explorer Program.

Oppdatert 30.11.2005 av Øivind Wikstøl