Le chercheur principal adjoint Albert Shih (à gauche) et le chercheur principal Steven Christe mettent au point un réseau de détecteurs de nouvelle génération illustré ici pour mesurer les rayons X pour l'imageur spectroscopique à rayons X durs de la mission FOXSI proposée. Crédit :NASA/W. Hrybyk
Une équipe de la NASA avance une mission pour révéler des détails sans précédent sur les éruptions solaires, de puissantes éruptions qui explosent avec suffisamment d'énergie pour que chacune puisse alimenter toute la Terre pendant 16, 000 ans, et qui, lorsqu'elles sont extrêmes, peuvent interférer avec les communications radio et les satellites proches de la Terre.
La mission proposée, Imageur solaire à rayons X à optique de focalisation, ou FOXSI, était l'une des cinq propositions qui ont reçu un financement de phase A dans le cadre du programme Small Explorer de la NASA. La NASA a également sélectionné une autre mission Goddard, Mécanismes de l'explorateur d'éjection de masse énergétique [lien vers MEME-X]. Sur les cinq, La NASA devrait en sélectionner un ou deux pour le développement et la mise en œuvre.
Bien que les scientifiques connaissent bien les effets des éruptions solaires, ils ne comprennent pas complètement les mécanismes physiques qui déclenchent ces sursauts d'énergie et de lumière, ou celui qui alimente les nuages associés d'électrons et d'ions qui peuvent être accélérés jusqu'à près de la vitesse de la lumière.
Une fois déchaîné, les particules affectent toutes les couches atmosphériques du Soleil. Ils traversent la couche la plus externe du Soleil - la couronne d'où ils sont également connus - et traversent le système solaire. Quand ils voyagent vers la Terre, les particules et l'énergie peuvent interférer avec les systèmes de communication spatiaux ou même déclencher l'électronique embarquée. Plus les scientifiques comprendront ce processus, plus ils ont une connaissance de la situation pour protéger les actifs dans l'espace.
"FOXSI est très nouveau et très différent, " a déclaré le chercheur principal Steven Christe, un scientifique du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, qui dirige l'équipe multinationale FOXSI développant la mission satellite. "Nous n'avons jamais fait une mission comme celle-ci auparavant. Pour la première fois, nous allons en fait scruter la région où les électrons sont accélérés en appliquant une technologie qui a été développée pour étudier les sources les plus faibles de la galaxie mais qui pointe maintenant vers le Soleil."
Technique validée dans les missions de sondage-fusée
Validé dans de multiples missions fusées-sondes et ballons scientifiques, FOXSI utilisera une nouvelle technique d'observation pour une mission satellite dédiée au soleil. Il utilisera des optiques à incidence rasante à haute résolution angulaire traditionnellement utilisées pour étudier les puissants, objets très éloignés dans l'univers.
Les détecteurs HEXITEC sont pixelisés, des détecteurs à semi-conducteurs qui enregistrent des photons de rayons X individuels à des taux de comptage élevés nécessaires pour les observations d'éruption solaire. Crédit :NASA/W. Hrybyk
Avec cette technique, Les rayons X effleurent littéralement un ensemble de miroirs incurvés nichés à l'intérieur d'un assemblage optique, un peu comme une pierre effleure la surface d'un étang lorsqu'elle est lancée. Le rayonnement est alors focalisé sur très rapidement, des détecteurs pixelisés à l'état solide qui mesurent chaque photon individuel, y compris son arrivée, énergie, et position sur le ciel.
La combinaison des technologies devrait aboutir à une mission 20 fois plus sensible, 10 fois plus rapide lors de l'imagerie des éruptions solaires, et 10 à 100 fois mieux pour imager les régions relativement faibles au sein des éruptions. La technologie de pointe actuelle ne peut pas détecter directement la région d'accélération des particules car elle est trop faible, Christe a ajouté.
"Pour la première fois, nous aurons des observations de haute qualité des plus grandes fusées éclairantes, qui ont l'effet le plus important sur la Terre, aux plus petites fusées éclairantes, " a déclaré le chercheur principal adjoint Albert Shih, se référant aux deux instruments avancés qui s'appuieraient sur l'optique à incidence rasante pour recueillir le rayonnement X. "Nous essayons de découvrir comment cette énergie se libère à différentes échelles. Est-ce que les mêmes mécanismes entraînent toute la gamme des fusées éclairantes."
Un autre objectif scientifique, Christe a ajouté, est de déterminer le rôle que les petites fusées éclairantes, également connu sous le nom de nanoflares, jouer dans le chauffage de la couronne à un million de degrés. Selon lui, ils sont un candidat évident pour fournir l'énergie nécessaire pour chauffer la couche la plus externe du Soleil.
FOXSI compléterait l'imageur spectroscopique solaire à haute énergie Ramaty de la NASA, ou RHESSI, laisser derrière soi. Depuis son lancement en 2002, RHESSI a observé des milliers d'éruptions de rayons X sur un large champ de vision, des rayons X mous aux rayons gamma de plus haute énergie.
"RHESSI nous a donné un aperçu de la physique qui conduit à une violente libération d'énergie sur le Soleil, " a déclaré Christe. " Avec FOXSI, nous devrions avoir une vision claire de la science fondamentale en cours dans les sites d'accélération où se déroule toute l'action, où commence la météo spatiale."
