magnetógrafo vectorial

Un magnetógrafo vectorial es un tipo de telescopio de imagen que permite estimar el vector tridimensional del campo magnético de un cuerpo distante mediante un espectro de líneas resuelto . Los magnetógrafos son útiles para estudiar el Sol, ya que el campo magnético superficial es fundamental para la formación y el mantenimiento de la corona solar , y da lugar a fenómenos como las erupciones solares y la meteorología espacial .

Los magnetógrafos vectoriales miden la componente longitudinal (en la línea de visión) del campo magnético por separado de las componentes transversales (en el plano de la imagen), utilizando diferentes aspectos del desdoblamiento de Zeeman que afecta la longitud de onda de las líneas espectrales de emisión y/o absorción en presencia de un campo magnético. El desdoblamiento de Zeeman se debe a que los átomos individuales se magnetizan debido al movimiento circulante de los electrones ligados a ellos. La emisión o absorción de un fotón cambia el momento magnético del átomo. En un campo magnético, los fotones emitidos con diferentes polarizaciones ganan o pierden energía dependiendo de su orientación con respecto al campo magnético circundante, cambiando las características de la línea espectral: algunas componentes de polarización se desplazan hacia el azul o hacia el rojo con respecto a la longitud de onda de referencia de la línea , por un factor proporcional a la intensidad del campo.

En concreto, la componente de luz polarizada circularmente se desplaza en longitud de onda de forma proporcional a la intensidad del campo en la dirección del observador, y el desplazamiento de la longitud de onda de las componentes polarizadas linealmente vertical y horizontal mide la intensidad del campo en esas direcciones.

Un magnetógrafo vectorial opera en una banda de longitud de onda muy estrecha alrededor de una única línea espectral , por ejemplo, la línea 'Fe I' de 525,02 nm del hierro neutro (no ionizado) . Los desplazamientos medidos en la longitud de onda son fracciones de picómetro . Medir el perfil espectral completo de la línea con esta precisión requiere un espectrógrafo de alta dispersión y un tiempo prolongado para recolectar suficientes fotones para realizar la medición con precisión. Por ejemplo, SOLIS requiere aproximadamente una hora para recopilar perfiles espectrales polarizados de todo el Sol, y Hinode , la nave espacial lanzada recientemente con un telescopio solar de 0,5 metros a bordo, tarda aproximadamente una hora en cubrir un campo cuadrado de 164 segundos de arco (1% del Sol) con una resolución espacial muy alta. Otros tipos de magnetógrafos utilizan imágenes de filtro de banda estrecha para producir una medición de los primeros instantes de la línea espectral y operan mucho más rápido: el instrumento HMI a bordo del Observatorio de Dinámica Solar producirá un magnetograma vectorial cada pocos minutos.

El efecto de división es antisimétrico a lo largo de la línea de visión, pero simétrico transversalmente a la línea de visión, por lo que el componente transversal del campo solo se puede medir hasta un factor de -1: existe una ambigüedad de 180° en las mediciones del magnetógrafo vectorial de la porción del campo magnético que es perpendicular a la línea de visión del instrumento.

Entre los magnetógrafos vectoriales existentes más destacados se encuentran el IVM del Observatorio Mees en Hawái, el SVM del Observatorio Solar de Udaipur , en India, el instrumento SOLIS del Observatorio Solar Nacional (estrictamente hablando, SOLIS es un espectropolarímetro de barrido ) y el instrumento de filtro de banda estrecha a bordo de la nave espacial Hinode . Entre los instrumentos planificados se incluyen un polarímetro vectorial en el Telescopio Solar de Tecnología Avanzada, cuya construcción está prevista para la década de 2010, y el instrumento HMI a bordo del Observatorio de Dinámica Solar , lanzado en febrero de 2010.

"El espectropolarímetro de Hinode" . Sol. Phys . 283 : 579. Bibcode : 2013SoPh..283..579L . doi : 10.1007/s11207-012-0206-3 .

• Algunos de los instrumentos del telescopio solar Dunn pueden funcionar como magnetógrafos, incluidos SPINOR , FIRS e IBIS. Archivado el 27/06/2019 en Wayback Machine.
• El espectropolarímetro (SP) acoplado al telescopio óptico solar (SOT) a bordo del satélite Hinode es un magnetógrafo vectorial con alta resolución espacial y espectral.
• Descripción del magnetógrafo vectorial solar por el Laboratorio de Investigación Física de la USO , India.
• Página principal del instrumento SOLIS , alojada por el Observatorio Solar Nacional.