Fyra år sedan, ett internationellt team (USA, Japan och Europa) genomförde ett aldrig tidigare skådat suborbitalt rymdexperiment kallat CLASP-1, motiverad av teoretiska undersökningar utförda vid IAC av Javier Trujillo Bueno och hans forskargrupp. Efter den enastående framgången med det uppdraget, NASA lanserade CLASP-2 från ett uppskjutningscenter nära Las Cruces (USA). CLASP-2 har gjort det möjligt att för första gången detektera polariseringen som produceras av flera fysikaliska mekanismer i den mest intensiva ultravioletta strålningen som sänds ut av de joniserade magnesiumatomerna i solatmosfären. Den teoretiska modelleringen av sådana banbrytande observationer kommer att hjälpa till att dechiffrera de komplexa magnetfälten i solens kromosfär.

"Om solen inte hade magnetfält skulle vi undersöka andra problem inom astrofysik, " säger Javier Trujillo Bueno, Forskningsprofessor i CSIC vid IAC och en av de fyra huvudutredarna av CLASP-1 och CLASP-2. Men solen har magnetiska fält och för att dechiffrera deras intensitet och geometri i den yttre solatmosfären (kromosfär, transition region och corona) är ett av de viktigaste problemen för astrofysik. Bland andra skäl, magnetiska fält är orsaken till de explosiva fenomen som uppstår i sådana yttre områden av solatmosfären. De utstötningar av magnetiserad plasma som är resultatet av sådana händelser kan allvarligt störa jordens magnetosfär och kan därför ha en negativ inverkan på vår nuvarande digitala värld med satelliter som kretsar runt jorden.

Å andra sidan, solen representerar ett unikt fysiklaboratorium i kosmos, för på grund av dess relativa närhet kan vi i detalj studera en mängd fysiska fenomen och mekanismer som utan tvekan också verkar i andra astrofysiska plasma som är mycket längre bort från oss.

Magnetiska fält

De magnetiska fälten i plasmastrukturerna i de yttre delarna av solatmosfären är mycket svårfångade. De lämnar inga spår i intensiteten av den strålning som emitteras av atomerna. Lyckligtvis, de lämnar en signatur på sin närvaro i polariseringen av utsänd elektromagnetisk strålning, en egenskap relaterad till orienteringen av vibrationen från vågens elektromagnetiska fält.

CLASP (Chromospheric LAyer Spectro-Polarimeter) är ett banbrytande internationellt projekt utformat för att för första gången mäta polariseringen av solens ultravioletta strålning i de mest intensiva spektrallinjerna. Sådan ultraviolett strålning har sitt ursprung i de yttersta lagren av solkromosfären, mycket nära basen av den extremt heta solkoronan. I sådana yttre områden av solkromosfären, plasmatemperaturen är redan mycket hög, så det avger huvudsakligen i det ultravioletta området. Eftersom jordens atmosfär absorberar ultravioletta strålar, det är nödvändigt att observera dem på höjder över 100 kilometer från jordens yta. Detta kan endast uppnås med instrument som CLASP som skjuts upp i rymden av suborbitala raketer, eller ombord på rymdteleskop.

År 2015, CLASP-1 hjälpte till att för första gången observera de linjära polarisationssignalerna från den mest intensiva ultravioletta spektrallinjestrålningen som produceras av väteatomer i solkromosfären, som hade förutspåtts teoretiskt av Javier Trujillo Bueno och hans forskargrupp. Den teoretiska modelleringen av sådana oöverträffade data har producerat nya genombrott i vår förmåga att undersöka magnetismen och den geometriska komplexiteten i övergångsregionen kromosfär-korona.

Den 11 april, 2019 CLASP-2 mätte för första gången den linjära och cirkulära polarisationen i de mest intensiva ultravioletta spektrallinjerna producerade av joniserade magnesiumatomer i solkromosfären. Under 2012, dessa polarisationssignaler förutspåddes teoretiskt av Luca Belluzzi och Javier Trujillo Bueno, när båda forskarna arbetade tillsammans på IAC.

CLASP-2, uppskjuten från White Sands Missile Range (New Mexico, USA), nådde 300 km i höjd och, medan den rör sig i sin paraboliska bana, över 5 minuter observerade en aktiv region och en lugn region i solatmosfären. Kvaliteten på bilderna av solkromosfären, var den observerade ultravioletta strålningen härrör, och av de erhållna polarisationsspektra, är utmärkt. Polariseringen av strålningen i de joniserade magnesiumatomernas resonanslinjer är känslig för närvaron av magnetiska fält i solkromosfären.

Under de kommande månaderna, det internationella teamet som ansvarar för detta nya vetenskapliga projekt kommer att i detalj studera data som erhållits av CLASP-2. Bland medlemmarna i teamet finns andra forskare från POLMAG-gruppen i IAC:Tanausú del Pino Alemán (IAC), Andrés Asensio Ramos (IAC), Luca Belluzzi (Istituto Ricerche Solari Locarno, IRSOL), Ernest Alsina Ballester (IRSOL) och Jiri Stepan (Tjeckiska republikens vetenskapsakademi). Denna grupp av forskare har utvecklat nya strålningsöverföringstekniker för att tolka spektropolarimetriska observationer, såsom de erhållna med CLASP-1 och CLASP-2.

"Vi hoppas att den teoretiska modelleringen av de oöverträffade spektropolarimetriska observationerna som erhållits av CLASP-2 kommer att tillåta oss att förbättra vår fysiska förståelse av den gåtfulla solkromosfären, " kommenterar Javier Trujillo Bueno kort innan han återvände till Spanien från USA.

CLASP-2 är ett internationellt samarbete som leds av NASAs Marshall Space Flight Center (USA), National Astronomical Observatory of Japan (Tokyo, Japan), Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC, Teneriffa, Spanien) och Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS, Frankrike). Ytterligare medlemmar är Astronomical Institute of the Academy of Sciences of the Tjeckien, Istituto Ricerche Solari Locarno (Schweiz), Lockheed Martin Solar &Astrophysics Laboratory (USA), Stockholms universitet (Sverige) och Rosseland Center for Solar Physics (Norge).