Polarimetrie van de corona

F. Clette, J.-R. Gabryl, P. Cugnon
Departement Zonnefysica van de Koninklijke Sterrenwacht van België
Ringlaan 3
1180 Brussel

Welke waarnemingen gaan we doen  ?

Ondanks de ontwikkelingen van de waarnemingstechnieken in de ruimte bieden totale zonsverduisteringen momenteel nog steeds de enige gelegenheid om bepaalde waarnemingen te doen van de buitenste atmosfeer van de zon. Het experiment van het team van het departement Zonnefysica van de KSB biedt de mogelijkheid om vast te stellen wat de dichtheid is van vrije elektronen. Deze vormen samen met de protonen het voornaamste bestanddeel van het coronaal plasma, 1 tot 3 zonnestralen boven de rand van de zon. Dit gebied, dat uiterst belangrijk is, maar onvoldoende bestreken wordt met andere technieken, wordt momenteel beschouwd als de plaats waar de zonnewind ontstaat. De zonnewind is de uitstroom van het zonneplasma dat alle planeten waaronder de aarde, omringt en dat invloed uitoefent op deze planeten.

De meting van de elektronendichtheid en van zijn ruimtelijke structuur vormt één van de basisgegevens voor het maken van een model voor de fysische processen bij extreem hoge temperaturen (meer dan 1 miljoen graden) en voor de versnelling van het coronaal plasma. Deze analyse levert als bijproduct gegevens voor de kalibratie van de in ruimtesondes aangebrachte instrumenten, in het bijzonder de SOHO-missie waar het Departement Zonnefysica aan deelneemt (EIT-experiment).

Basisprincipe van het experiment

Om het licht verspreid door de vrije elektronen te kunnen onderscheiden van het licht dat niet van de zon afkomstig is, maar van interplanetaire stofdeeltjes en de aardse atmosfeer, is het instrument uitgerust met een roterende polarisatiefilter. Door analyse van een aantal beelden gemaakt bij een reeks verschillende standen van de polarisator wordt het mogelijk om de "echte" corona veroorzaakt door de elektronen te isoleren; dat licht is namelijk gepolariseerd terwijl de andere, niet gepolariseerde, bronnen worden tegengehouden. De polarisatiegraad geeft bovendien een aanduiding hoe de elektronen in de diepte verdeeld zijn, waardoor het uiteindelijk mogelijk wordt de globale spreiding van elektronen in de drie-dimensionele ruimte te reconstrueren.

Een lange voorgeschiedenis

De campagne van augustus 1999 maakt onderdeel uit van een langdurig onderzoeksprogramma dat van start ging bij de eclips van 1973 en dat werd verdergezet met 6 totale zonsverduisteringen (1973, 1980, 1983, 1991, 1994, 1998), met slechts één poging in 1976 die mislukte door bewolking. Samen geven alle beelden waar men reeds over beschikt, een redelijk uniek overzicht van de evolutie in de morfologie van de corona. Hierin is de opbouw van de magnetische velden van de zon zichtbaar, die voortdurend verandert tijdens de cyclus van zonne-aktiviteit, die een periode van ongeveer 11 jaar beslaat.

De opstelling voor 11 augustus 1999

Bij het basisexperiment, dat sinds 1973 eigenlijk onveranderd is gebleven, wordt er gebruik gemaakt van een kleine fotografische kijker met een polarisatiefilter met 3 of 6 standen. De eenvoud van deze opstelling garandeert de betrouwbaarheid ervan. Daarom wordt dit experiment voortgezet en ook omdat de continuïteit op lange termijn verzekerd is vanwege alle zonsverduisteringen andere van dit programma waar het werd gebruikt.

Er worden twee waarnemingsstations ingericht op ver van elkaar verwijderde plaatsen (Noord-Oost Frankrijk en het midden van Roemenië) om meer kans te hebben de corona waar te nemen bij een wolkenloze hemel en ook om alle veranderingen te kunnen bestuderen in de corona gedurende het tijdsverschil dat optreedt tussen de zonsverduistering op de beide plaatsen (ongeveer 30 minuten).

Behalve het fotografische experiment zal een ingewikkelder instrument, dat weliswaar is uitgerust met hetzelfde polarimetrische procédé, in de beide stations digitale beelden leveren van de corona. Door CCD-camera's (siliciummatrix) hebben deze instrumenten het vermogen in slechts twee minuten (de totale verduistering zal immers kort zijn) een honderdtal beelden te registreren, wat dus meer is dan wat reeds met succes verzameld werd bij de langste zonsverduisteringen van 1991, 1994 en 1998. Deze gegevens die onmiddellijk verwerkt kunnen worden en waar dus geen fotografie meer aan te pas komt, maken een preciezere en meer gedetailleerde analyse mogelijk van de straling die de corona verspreidt in het zichtbare licht en het nabije infrarood.



Eclipse
Homepage

KSB-ORB
Homepage
Last updated on 15/02/2000 by CM