El invento del coronógrafo.

Durante miles de años, los seres humanos habían mirado al sol durante los eclipses solares totales, maravillándose e incluso atemorizados ante el halo de luz que rodeaba la oscuridad como el iris de algún ojo malévolo. La semejanza con un ojo humano no se perdió en civilizaciones tan antiguas como los egipcios, y para quienes el ojo vengativo de Horus pudo haber sido su antecedente.

Bernard Lyot sentado observando en su Coronógrafo en el observatorio del Pic du Midi, en Francia 1939. (Cortesía: Museo americano de la historia natural)

Pero para estudiar este inefable resplandor con más detalle, sólo el raro eclipse solar total proporcionaba los medios. A finales de 1800 los astrónomos y observadores solares se dieron cuenta de que la corona solar era la clave para entender muchos fenómenos solares, tal vez incluso la misteriosa aurora boreal, hasta que en 1930, Bernard Lyot (1897-1952) inventó el instrumento que permitió que los eclipses solares totales se recrearan a voluntad y en el momento y lugar a elección humana. Lo llamó el Coronógrafo. Es uno de los instrumentos más simples en su diseño, pero su construcción es un reto para los ópticos y los ingenieros.

Un coronógrafo es un dispositivo que bloquea la luz desde el centro del haz del telescopio mientras que permite que la luz de las fuentes circundantes pase a través de el.

Principios de cómo funciona un coronógrafo.

La luz entra en la abertura del telescopio, o pupila, como una fuente de iluminación uniforme, bloqueado en este caso por el espejo secundario en el centro. Una lente de ocultamiento, o máscara de plano focal, se coloca en su lugar. Este punto absorbe la mayor parte de la luz desde el centro del campo de visión, de modo que cuando la pupila es reimaginada por otra lente, toda la luz restante procedente de la fuente central se concentra alrededor de los bordes de la pupila del telescopio en el borde de la imagen de la abertura y la imagen del espejo secundario.

La siguiente evolución del coronógrafo, es la parada de Lyot, que bloquea los anillos restantes de luz de la estrella central mientras que permite que la mayor parte de la luz de las fuentes circundantes pase a la imagen final, creada por una lente final. Esta técnica es ideal para estudiar los exoplanetas y los discos de desechos alrededor de las estrellas, ya que aumenta mucho el contraste en la imagen final: en un coronógrafo ideal de Lyot sólo se elimina alrededor del 50% de la luz circundante (exoplanetario), comparado con casi con el 99% de la luz de las estrellas. Por lo tanto, la coronografía permite ver objetos sumamente oscuros muy cerca de estrellas brillantes cercanas, en una situación ideal, como se muestra a continuación.

Las observaciones deben realizarse en las condiciones atmosféricas más favorables evitando las perturbadoras turbulencias atmosféricas, siendo absolutamente indispensable el aire limpio, de modo que los coronógrafos se instalan normalmente en observatorios de alta altitud, pues la más leve neblina en el cielo azul enmascarará la corona.  Incluso en las naves espaciales, la luz que entra en el coronógrafo será interrumpida por imperfecciones ópticas o cambios en la óptica debido a los cambios de temperatura. Estos efectos degradan sustancialmente la capacidad del coronógrafo para eliminar la luz de las estrellas. Por esta razón, la óptica adaptativa es necesaria para poder fotografiar con eficacia los exoplanetas, los discos de desechos e incluso cometas en conjunción con un coronógrafo, no importa si el telescopio está en el espacio o en el suelo.

Desde la Tierra:

Esta gigantesca prominencia solar fue fotografiada con un coronógrafo en Climax, Colorado, cuando salió del sol el 4 de junio de 1946.

Imágenes actuales del coronógrafo en  HAO (high Altitude Observatory) .

En el espacio:

Los astronautas de Skylab operaron un coronógrafo diseñado y construido para el NCAR High Altitude Observatory (HAO). El coronógrafo HAO registró 115 eventos conocidos como eyecciones de masa coronal (CME), como se muestra en la imagen. Las observaciones de HAO Skylab establecieron pistas importantes sobre la relación de los CME con otras formas de actividad solar, como erupciones de prominencias y fulguraciones y proporcionaron el mejor conjunto de observaciones sobre las propiedades básicas de las CME para su tiempo. Esta imagen en color falso de la corona solar se hizo con el coronógrafo de luz blanca a bordo de la nave espacial Skylab, con la luna (izquierda superior) acercándose al sol para crear el eclipse total del 30 de junio de 1973. Aquí, la luz del disco solar está bloqueada por un disco oculto, que aparece como el círculo negro sólido en el centro del campo. El hueco negro en la parte inferior es la sombra de un pilón que sostiene el disco ocultante en su lugar. Los colores fueron agregados a la imagen por procesamiento informático después de que los datos fueran analizados.

Actualmente las sondas de las misiones heliofísicas STEREO y SOHO nos ofrecen imágenes sin precedentes que nos ayudan a entender y pronosticar la actividad solar diaria. Los coronógrafos a bordo de estos observatorios espaciales son una herramienta indispensable para la meteorología espacial.

Fuentes:

http://lyot.org/background/coronagraphy.html

https://sunearthday.nasa.gov/discoveries/index.php

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