De ALMA-antennes zijn met opzet zo ontworpen dat ze de zon in beeld kunnen brengen zonder dat ze worden beschadigd door de intense hitte van het gebundelde zonlicht.Nieuwe opnamen, gemaakt met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili, tonen details op de zon die doorgaans onzichtbaar zijn, waaronder een nieuwe kijk op het donkere, vervormde centrum van een zonnevlek die bijna twee keer zo groot is als de aarde. Het zijn de allereerste opnamen van de zon die zijn verkregen met een faciliteit waarvan ESO partner is. Ze zijn een belangrijke aanvulling op het scala aan waarnemingen dat wordt gebruikt om de fysica van onze nabije ster te onderzoeken. De ALMA-antennes zijn met opzet zo ontworpen dat ze de zon in beeld kunnen brengen zonder dat ze worden beschadigd door de intense hitte van het gebundelde zonlicht. Astronomen hebben de capaciteiten van ALMA ingezet om de millimeterstraling vast te leggen die wordt uitgezonden door de chromosfeer van de zon – de laag net boven de fotosfeer, die het zichtbare oppervlak van de zon vormt. Het zonnecampagneteam, bestaande uit astronomen afkomstig uit Europa, Noord-Amerika en Oost-Azië, heeft de opnamen gemaakt om aan te tonen dat ALMA in staat is om de zonneactiviteit te bestuderen op golflengten die buiten het bereik van specifieke zonneobservatoria op aarde liggen.
Door de eeuwen heen hebben astronomen de zon en haar dynamische oppervlak en energetische atmosfeer op allerlei manieren onderzocht. Maar om een nog completer beeld te krijgen, moeten astronomen haar over het hele elektromagnetische spectrum bestuderen, dus ook in het bereik van de millimeter- en submilimeterstraling die ALMA kan waarnemen. Omdat de zon vele miljarden keren helderder is dan de zwakke objecten die ALMA doorgaans waarneemt, zijn de ALMA-antennes specifiek ontworpen om de zon gedetailleerd in beeld te brengen met behulp van een techniek die radio-interferometrie heet, zonder dat de intense hitte van het gebundelde zonlicht schade kan opleveren. Het resultaat is een reeks opnamen die bewijzen dat ALMA de zon op unieke wijze kan bestuderen. De gegevens van de waarnemingscampagne worden deze week voor verdere analyse beschikbaar gesteld aan de wereldwijde astronomische gemeenschap.
Het team heeft een enorme zonnevlek waargenomen op golflengten van 1,25 en 3 millimeter. De ALMA-opnamen laten duidelijke temperatuurverschillen zien tussen de verschillende delen van de chromosfeer van de zon [1]. Het leren begrijpen van de opwarming en dynamica van de chromosfeer is een van de belangrijke onderzoeksdoelen waarop ALMA zich in de toekomst zal richten. Zonnevlekken zijn tijdelijke structuren die ontstaan op plaatsen waar het magnetische veld van de zon extreem geconcentreerd en krachtig is. Ze hebben een lagere temperatuur dan de omgeving, waardoor ze relatief donker lijken.
De verschillen tussen de beide opnamen zijn het gevolg van de verschillende golflengten waarop deze zijn gemakt. Op kortere golflengten kunnen we dieper de zon in kijken. Opnamen op een golflengte van 1,25 millimeter laten dus een diepere laag van de chromosfeer zien, die dichter bij de fotosfeer ligt, dan die op een golflengte van 3 millimeter. ALMA is de eerste ESO-partnersterrenwacht die astronomen in staat stelt om de meest nabije ster te onderzoeken – onze eigen zon. Alle overige ESO-faciliteiten van vroeger en nu moe(s)ten tegen de intense straling van de zon worden beschermd om schade te voorkomen. Dankzij de nieuwe ALMA-capaciteiten zullen nu ook zonneastronomen deel gaan uitmaken van de ESO-gemeenschap.
Noten
[1] Met een van de ALMA-antennes is, op een golflengte van 1,25 millimeter, ook de complete zonneschijf in kaart gebracht. Daarbij is een techniek gebruikt die fast-scanning wordt genoemd. Dankzij de nauwkeurigheid en waarnemingssnelheid die met een enkele ALMA-antenne kan worden bereikt, kan zo’n afbeelding van de zonneschijf in slechts een paar minuten worden gemaakt. Zulke kaarten brengen de temperatuurverdeling over de hele chromosfeer in beeld, maar zijn niet erg scherp. Ze zijn een aanvulling op de detailrijke interferometrische opnamen van afzonderlijke interessante gebieden.
