Under flygningen 2013, NASA:s EUNIS-sondaraket undersökte ljuset från solen i området som visas av den vita linjen (utsatt över en bild av solen från NASA:s Solar Dynamics Observatory) separerade sedan ljuset i olika våglängder (som visas i de linjerade bilderna – spektra – på höger och vänster) för att identifiera temperaturen på material som observerats på solen. Spektrana gav bevis för att förklara varför solens atmosfär är så mycket varmare än dess yta. Kredit:NASA/EUNIS/SDO
Efter att ha skymtat svagt men utbrett överhettat material i solens yttre atmosfär, en NASA-ljudande raket går tillbaka för mer. Den här gången, de bär på ett nytt instrument som är optimerat för att se det över ett större område av solen.
Uppdraget, känd som Extreme Ultraviolet Normal Incident Spectrograph, eller EUNIS för kort, kommer att avfyras från White Sands Missile Range i New Mexico. Lanseringsfönstret öppnar den 18 maj, 2021.
EUNIS är en instrumentsvit monterad på en klingande raket, en typ av rymdfarkost som gör korta flygningar över jordens atmosfär innan de faller tillbaka till jorden. Att ta sig till rymden är viktigt, eftersom EUNIS observerar solen i ett område av extremt ultraviolett ljus som inte tränger igenom jordens atmosfär.
För det kommande flyget, den fjärde för EUNIS-instrumentet, teamet lade till en ny kanal för att mäta våglängder mellan nio och 11 nanometer. (Våglängder för synligt ljus är mellan 380 och 700 nanometer.) Det nya våglängdsintervallet väcker uppmärksamhet efter ett oväntat fynd från EUNIS:s tidigare flygning 2013.
"Ursäkta ordleken, men det är en väldigt "het" våglängdsregion att studera, sa Adrian Daw, rymdfysiker vid NASA:s Goddard Space Flight Center, i Greenbelt, Maryland, och huvudutredare för EUNIS.
Under flygningen 2013, teamet skannade ett aktivt område – ett magnetiskt komplext område på solen, ofta platsen för solflammor och solfläckar – när de observerade en spektrallinje från järn som hade förlorat 18 av sina 26 elektroner. Att förlora så många, den måste värmas upp till otroligt höga temperaturer, mycket högre än vad laget förväntade sig.
"Det bildas vid temperaturer mellan cirka 14 och 16 miljoner grader Fahrenheit, " sa Jeff Brosius, rymdforskare vid Catholic University i Washington, D.C., och medlem av EUNIS-teamet. "Dessa joner är vanligtvis förknippade med blossar - men inte med vilande aktiva regioner som vi observerade."
Observationerna gav mat till en långvarig debatt om hur solens yttre atmosfär blir så varm. Medan solens yta puttrar vid cirka 10, 000 grader F, dess yttersta lager, känd som corona, är på något sätt 300 gånger varmare trots att det är längre bort från kärnan.
En aktiv region bryter ut med en X-klass flare (den mest kraftfulla klassificeringen av solflare) i oktober 2013, som observerats av ett teleskop på NASA:s Solar Dynamics Observatory som observerar ljus vid en våglängd på 9,4 nanometer (färgad i grönt). EUNIS:s mätningar kommer att hjälpa till att kalibrera denna våglängdskanal för att fastställa temperaturen på det observerade materialet mer exakt. Kredit:NASA/SDO
En teori om koronal uppvärmning förutspår också det superheta järnet de såg. Teorin om "nanoflares" hävdar att koronan värms upp av en mängd små magnetiska explosioner som samverkar för att värma koronan. Dessa nanoflares är vanligtvis för små för att upptäcka, ändå skulle lämna efter sig skurar av extrem hetta som den de såg.
"För mig personligen, det utbredda utsläppet från detta högjoniserade järn i en aktiv region "raketerade" nanoflare-förklaringen till toppen av listan, sa Brosius.
För det kommande flyget, instrumentsviten EUNIS har modifierats för att fånga ännu ljusare spektrallinjer från samma joniserade järn. Det kommer också att fånga linjer från järn som hade förlorat 17 elektroner, vilket är nästan lika varmt.
"Genom att observera starkare linjer, vi hoppas kunna upptäcka svaga emissioner från dessa joner över ett ännu bredare område än tidigare, sa Brosius.
Denna nya kanal är en första för solvetenskap eftersom den är inbyggd i ett instrument som kallas en avbildningsspektrometer. Vanligtvis, forskare kan få exakta temperaturprofiler, kallas spektra, bara genom att fokusera på en specifik punkt på solen i taget. Men för att se spridningen av det superheta järnet, teamet behövde också se var dessa temperaturer kommer ifrån.
"Det är första gången vi någonsin kommer att ha kombinationen av spektral och rumslig information för dessa våglängder, " Sa Daw. "Ingen har någonsin sett på solen på det sättet."
Att veta vad temperaturen är, samtidigt som du ser en bild, är till hjälp för att anpassa EUNIS:s data till de från andra uppdrag som samobserverar med den, inklusive NASA:s Interface Region Imaging Spectrograph, NASA:s Solar Dynamics Observatory, och Japan Aerospace Exploration Agencys och NASA:s Hinode-satellituppdrag.
Som många klingande raketuppdrag, EUNIS:s data kommer att användas för att informera och förbättra andra rymdforskningsuppdrag. NASA:s Solar Dynamics Observatory, eller SDO, satellitbilder av solen i flera olika våglängdsband. Eftersom olika våglängder motsvarar olika temperaturer, ju mer exakta dina våglängdsmätningar kan vara, desto bättre. EUNIS mätningar kommer att lösa några specifika våglängder extremt exakt, hjälpa SDO att bättre kalibrera sina bilder och ge forskarna en bättre uppfattning om exakt vad de ser i SDO-bilder.
EUNIS kommer att skjuta upp en Black Brant IX-sondraket till en höjd av cirka 200 miles innan den hoppar tillbaka till jorden för återhämtning. EUNIS-teamet förväntar sig cirka sex minuters observationstid.
