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THEMIS es un experimento conjunto de las agencias nacionales de investigación de Francia (CNRS/INSU) e Italia (INFA). Está situado en Izaña, a 2.400 m de altitud, dentro del Observatorio del Teide del Instituto de Astrofísica de Canarias, en la isla de Tenerife. THEMIS significa 'Telescopio Heliográfico para el Estudio del Magnetismo y las Inestabilidades Solares'. Es un telescopio solar de 90 cm de apertura útil y, actualmente, es el tercero más grande del mundo. Su diseño específico permite alta precisión en la espectropolarimetría de la superficie solar, junto con una alta resolución en imagen monocromática.
Se ha desarrollado un audiovisual sobre el telescopío, puedes visualizarlo aquí.
HISTORIA
Después de dos décadas de grandes progresos y hallazgos en la estructura interna del Sol, la medida y comprensión de los campos magnéticos solares se han convertido en los temas candentes en los albores del s. XXI. Existe un gran crecimiento del interés en temas científicos como la generación y el transporte del campo magnético desde la base de la zona convectiva solar a la corona. La existencia y comportamiento de los tubos de flujo, el calentamiento coronal, la estructura del campo magnético interplanetario, la climatología espacial y las relaciones Sol-Tierra, posiblemente conectadas con el ciclo solar, son los temas emergentes del s. XXI.
Desde el desarrollo de los primeros instrumentos en Francia durante la década de
1950, el grupo solar del Observatorio de París llegó a ser un líder internacional de las observaciones del magnetismo solar durante la década de 1970. Dentro de este grupo, emergió en 1982 el proyecto de un gran telescopio dedicado a la observación solar. La construcción comenzó en 1993 y la primera luz tuvo lugar en 1996. El telescopio está abierto a la comunidad internacional desde 1999.
DATOS TÉCNICOS
El telescopio Ritchey-Chretein con una relación focal f/16 incluye una montura altazimutal, el tubo del telescopio lleno de helio y un polarímetro de Stokes situado en el foco primario. El espectrógrafo multi-modo permite el análisis rutinario en polarimetría vectorial con precisiones de entre 10-3 y 10-5 en algunas configuraciones. El diseño del espectrógrafo permite la observación simultánea de hasta 10 longitudes de onda desde 400 a 1.100 nm, dando la oportunidad de realizar inversiones 3D de la estructura del campo magnético en la atmósfera solar. THEMIS actualmente ofrece 3 modos de osbervación complementarios:
- MTR, el modo de espectropolarimetría multilínea;
- MSDP, el modo que permite hacer espectro-imagen multicanal por la substracción de doble paso con polarimetría;
- IPM, el modo que hace imagen en una banda muy estrecha mediante un filtro universal birrefringente seguido por un interferómetro Fabry-Perot.
FUTURO
La ciencia previsible proveniente de THEMIS se centra en el progreso o bien del instrumento o bien del análisis de datos o de ambos. En términos del instrumento, la evolución se dirige hacia un aumento de la precisión y sensibilidad actual sin grandes cambios en el diseño instrumental. Con respecto a la estabilidad de la imagen, un sistema de tip-tilt, de puesta en marcha inminente, y a un sistema de óptica adaptativa permitirán a los observadores realizar barridos de la superficie solar con una resolución de 0,5 segundos de arco. Este número, que puede parecer humilde comparado con la alta resolución de los telescopios diseñados para hacer imagen, combinado con las habilidades de espectropolarimetría multilínea de THEMIS, representa un gran paso adelante. Todas las áreas de estudio de THEMIS se verán beneficiadas por esta mejora, desde el estudio de regiones activas al análisis del Sol en calma y de filamentos. La mejora en la calidad de imagen debería ir necesariamente acompañada por una mejora en la precisión polarimétrica, probablemente a través del control del seeing con polarímetros con modulación a altas cadencias (por encima de 10 Hz, en principio).
THEMIS también está ampliando su rango espectral de observación con experimentos que muestran las capacidades del instrumento de llevar a cabo medidas hasta 13.000 Angstroms, en el IR cercano. Trabajos venideros explorarían la región de hasta 2 micras, abriendo el telescopio a un conjunto de líneas espectrales solares completamente nuevo y rico en información, y esperando poder observarlas simultáneamente con líneas en el visible, una posibilidad disponible únicamente en THEMIS. En otra dirección, THEMIS también está mejorando sus flujos de fotones en el azul hasta 4.000 Angstroms y explorando las habilidades por debajo de 3.900 Angstroms, donde se hallan las conocidas líneas de Ca, H y K.
La sofisticación de los datos de THEMIS (cubos de datos de 4 dimensiones de hasta 10 regiones espectrales) está aún por explotar. Ya se ha comenzado con un significativo progreso en la dirección de las herramientas para el tratamiento de datos en línea, rellenando así el hueco entre los datos brutos y los datos de segundo nivel, como el vector campo magnético y parámetros termodinámicos de la atmósfera solar. El siguiente gran salto combinaría diferentes líneas espectrales para una representación comprensiva y coherente, no sólo de una capa de la atmósfera solar, sino de un volumen de dicha atmósfera. Tal objetivo se debería entender en la filosofía de presentar THEMIS al observador no sólo como un instrumento sino como una sonda de la atmósfera solar. Y como tal, deberían estar disponibles para el observador productos avanzados de los datos.
RESULTADOS RELEVANTES
Los vectores de campo magnético en los canales de filamentos de la fotosfera están llenos de polaridades parásitas, como se muestra en la figura (40 x 20 segundos de arco). La topología del campo representada por las flechas azules revela a primera vista lo que parece ser una concavidad en la línea de fuerza magnética. Esas depresiones son lugares idóneos para la acumulación de plasma frío que escapa del filamento que cuelga sobre el canal 10.000 km por arriba. Esas estructuras, llamadas los pies del filamento, se explicarían así por las depresiones magnéticas como las vistas por THEMIS y mostradas en la figura.
Los campos magnéticos también pueden medirse directamente en protuberancias a partir de medidas polarimétricas en líneas espectrales seleccionadas del He y con un alto control de la luz dispersa en el telescopio. THEMIS mide simultáneamente los 4 parámetros de Stokes, y en particular la polarización circular de la línea D3 del He, a partir de la cual se obtuvo preliminarmente una fuerza de campo de 40 G, mucho más fuerte de lo esperado
Se ha desarrollado un audiovisual sobre el telescopío, puedes visualizarlo aquí.
HISTORIA
Después de dos décadas de grandes progresos y hallazgos en la estructura interna del Sol, la medida y comprensión de los campos magnéticos solares se han convertido en los temas candentes en los albores del s. XXI. Existe un gran crecimiento del interés en temas científicos como la generación y el transporte del campo magnético desde la base de la zona convectiva solar a la corona. La existencia y comportamiento de los tubos de flujo, el calentamiento coronal, la estructura del campo magnético interplanetario, la climatología espacial y las relaciones Sol-Tierra, posiblemente conectadas con el ciclo solar, son los temas emergentes del s. XXI.
Desde el desarrollo de los primeros instrumentos en Francia durante la década de
1950, el grupo solar del Observatorio de París llegó a ser un líder internacional de las observaciones del magnetismo solar durante la década de 1970. Dentro de este grupo, emergió en 1982 el proyecto de un gran telescopio dedicado a la observación solar. La construcción comenzó en 1993 y la primera luz tuvo lugar en 1996. El telescopio está abierto a la comunidad internacional desde 1999.
DATOS TÉCNICOS
El telescopio Ritchey-Chretein con una relación focal f/16 incluye una montura altazimutal, el tubo del telescopio lleno de helio y un polarímetro de Stokes situado en el foco primario. El espectrógrafo multi-modo permite el análisis rutinario en polarimetría vectorial con precisiones de entre 10-3 y 10-5 en algunas configuraciones. El diseño del espectrógrafo permite la observación simultánea de hasta 10 longitudes de onda desde 400 a 1.100 nm, dando la oportunidad de realizar inversiones 3D de la estructura del campo magnético en la atmósfera solar. THEMIS actualmente ofrece 3 modos de osbervación complementarios:
- MTR, el modo de espectropolarimetría multilínea;
- MSDP, el modo que permite hacer espectro-imagen multicanal por la substracción de doble paso con polarimetría;
- IPM, el modo que hace imagen en una banda muy estrecha mediante un filtro universal birrefringente seguido por un interferómetro Fabry-Perot.
FUTURO
La ciencia previsible proveniente de THEMIS se centra en el progreso o bien del instrumento o bien del análisis de datos o de ambos. En términos del instrumento, la evolución se dirige hacia un aumento de la precisión y sensibilidad actual sin grandes cambios en el diseño instrumental. Con respecto a la estabilidad de la imagen, un sistema de tip-tilt, de puesta en marcha inminente, y a un sistema de óptica adaptativa permitirán a los observadores realizar barridos de la superficie solar con una resolución de 0,5 segundos de arco. Este número, que puede parecer humilde comparado con la alta resolución de los telescopios diseñados para hacer imagen, combinado con las habilidades de espectropolarimetría multilínea de THEMIS, representa un gran paso adelante. Todas las áreas de estudio de THEMIS se verán beneficiadas por esta mejora, desde el estudio de regiones activas al análisis del Sol en calma y de filamentos. La mejora en la calidad de imagen debería ir necesariamente acompañada por una mejora en la precisión polarimétrica, probablemente a través del control del seeing con polarímetros con modulación a altas cadencias (por encima de 10 Hz, en principio).
THEMIS también está ampliando su rango espectral de observación con experimentos que muestran las capacidades del instrumento de llevar a cabo medidas hasta 13.000 Angstroms, en el IR cercano. Trabajos venideros explorarían la región de hasta 2 micras, abriendo el telescopio a un conjunto de líneas espectrales solares completamente nuevo y rico en información, y esperando poder observarlas simultáneamente con líneas en el visible, una posibilidad disponible únicamente en THEMIS. En otra dirección, THEMIS también está mejorando sus flujos de fotones en el azul hasta 4.000 Angstroms y explorando las habilidades por debajo de 3.900 Angstroms, donde se hallan las conocidas líneas de Ca, H y K.
La sofisticación de los datos de THEMIS (cubos de datos de 4 dimensiones de hasta 10 regiones espectrales) está aún por explotar. Ya se ha comenzado con un significativo progreso en la dirección de las herramientas para el tratamiento de datos en línea, rellenando así el hueco entre los datos brutos y los datos de segundo nivel, como el vector campo magnético y parámetros termodinámicos de la atmósfera solar. El siguiente gran salto combinaría diferentes líneas espectrales para una representación comprensiva y coherente, no sólo de una capa de la atmósfera solar, sino de un volumen de dicha atmósfera. Tal objetivo se debería entender en la filosofía de presentar THEMIS al observador no sólo como un instrumento sino como una sonda de la atmósfera solar. Y como tal, deberían estar disponibles para el observador productos avanzados de los datos.
RESULTADOS RELEVANTES
Los vectores de campo magnético en los canales de filamentos de la fotosfera están llenos de polaridades parásitas, como se muestra en la figura (40 x 20 segundos de arco). La topología del campo representada por las flechas azules revela a primera vista lo que parece ser una concavidad en la línea de fuerza magnética. Esas depresiones son lugares idóneos para la acumulación de plasma frío que escapa del filamento que cuelga sobre el canal 10.000 km por arriba. Esas estructuras, llamadas los pies del filamento, se explicarían así por las depresiones magnéticas como las vistas por THEMIS y mostradas en la figura.
Los campos magnéticos también pueden medirse directamente en protuberancias a partir de medidas polarimétricas en líneas espectrales seleccionadas del He y con un alto control de la luz dispersa en el telescopio. THEMIS mide simultáneamente los 4 parámetros de Stokes, y en particular la polarización circular de la línea D3 del He, a partir de la cual se obtuvo preliminarmente una fuerza de campo de 40 G, mucho más fuerte de lo esperado