1° Forum di Astronomia Amatoriale Italiano

nelle immagini che SOHO ci invia c'è anche il campo magnetico delle macchie solari.
Come si ottiene? Sento parlare di luce polarizzata circolarmente... ma nessuno spiega il metodo
grazie.
ercap

Ciao,



mediante l'effetto Zeeman che splitta le righe di assorbimento (o emissione) di un atomo soggetto ad un campo magnetico. Lo splitting genera diverse righe vicine alla lunghezza d'onda della riga imperturbata ed è proporzionale al campo magnetico.
Si osserva che la riga a lunghezza d'onda imperturbata presenta polarizzazione lineare mentre le righe perturbate mostrano polarizzazione circolare a diverse lunghezze d'onda. Se viene osservato lo splitting massimo delle righe allora il campo magnetico è diretto lungo la linea di vista (verso l'osservatore), al contrario se lo splitting è minimo (ovvero la riga si allarga solamente senza splittarsi) il campo magnetico è perpendicolare alla linea di vista. Le componenti, trasversale e longitudinale, del campo magnetico sono proporzionali ai parametri di Stokes dell'onda (stato di polarizzazione di un onda elettromagnetica), per cui è possibile ricostruire il vettore campo magnetico. Uno spettrografo con un kit di polarizzazione possono fare questo lavoro.

Spero di essere stato chiaro.

Saluti
Dario

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"La libertà è un diritto di tutti gli esseri senzienti" (Optimus Prime)

E' proprio questo che mi interessa: lo spettrografo col kit di polarizzazione, che roba è, come funziona?
Grazie per la risposta che vorrai darmi.
ercap

Un comunissimo spettrografo con polarizzatori lungo il cammino.

I parametri di Stokes, che descrivono lo stato di polarizzazione della radiazione e.m., sono rispettivamente:

I = I(0°) + I(90°) [praticamente l'intensità totale]

Q = I(0°) - I(90°)

U = I(45°) - I(135°)

V = I(circ_R) - I(circ_L)

dove la I seguita dalla parantesi con i gradi dentro, e da non confondersi con il parametro di Stokes I, indica l'intensità della radiazione misurata con il polarizzatore (lineare) inclinato di tot gradi rispetto ad un asse di riferimento, in poche parole è un'immagine CCD con il polarizzatore messo in un certo modo, quello dettato dall'angolo di inclinazione rispetto all'asse di riferimeto. Nota che i parametri di Stokes sono somme e differenze di intensità e quindi possono essere misurati direttamente. Segliendo opportumanete il sistema di riferimento si può far in modo di porre V=0 levandosi dalle scatole quei due problemi che sono le I(circ), cioè le intensità della radiazione con polarizzazione circolare, rispettivamente destra (R) e sisnistra (L), ma non è il nostro caso! V è sicuramente il parametro più complicato da misurare, mentre per I, Q ed U bastano due immagini CCD con i polarizzatori nel "verso" giusto.

L'effetto Zeeman genera uno splitting delle righe spettrali in presenza di campo magnetico. Puntando questo benedetto spettropolarimetro, con la fenditura posta su di una macchia solare, si può osservare questo fenomeno, vedi Figura. L'alta risoluzione in questa spettroscopia è d'obbligo!

Nell'approssimazione di campo magnetico debole (B < 1000 gauss) si ricava che lo splitting delle righe è proporzionale al modulo del campo magnetico e i parametri di Stokes vanno come

V -> B_L

Q -> (B_T)^2

U -> (B_T)^2

dove B_L è la componente longitudinale del campo magnetico mentre B_T è quella trasversale. Conoscendo le due componenti del campo magnetico è possibile ricostruirne il vettore nello spazio.

Spero di essere stato chiaro anche questa volta

Saluti
Dario

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"La libertà è un diritto di tutti gli esseri senzienti" (Optimus Prime)

ti ringrazio moltissimo delle accurate spiegazioni.
ercap

Ciao, Darko:
Sarà pure comunissimo, ma facile a farsi non è, dato che a mio avviso richiede risoluzioni dell'ordine di 0,01 A/pixel per lo spettroscopio ed un 'immagine solare adeguata sulla fenditura, con focale del telescopio almeno di 1000 mm in su, tant'è che, perlomeno in campo amatoriale, si contano sulla punta delle dita coloro che hanno avuto successo nell'evidenziazione del fenomeno (in genere possessori di un spettroelioscopio , come il francese Phil Rousselle e l'americano Fred Veio).
La tua spiegazione è stata comunque approfondita ed esaustiva, vorrei solo aggiungere che lo splitting risulta + evidente, perlomeno relativamente alla nostra stella, in alcune righe "Zeeman sensitive", specie alcune del ferro.

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Fulvio Mete
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Siti web:

http://www.lightfrominfinity.org

http://www.pno-astronomy.com

Ciao Fulvio,
grazie per essere intervenuto, aspettavo un tuo intervento.
Mi hai confermato e risolto i dubbi che avevo sulla risoluzione per osservare lo splitting, a livello amatoriale è veramente cosa ardua.

Ci si vede al congresso UAI di Napoli?
A presto
Dario

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"La libertà è un diritto di tutti gli esseri senzienti" (Optimus Prime)

Ciao, Dario:

In effetti lo splitting di righe Zeeman è stato sempre difficile, ma lo è negli ultimi tempi ancora di più per la diminuita attività magnetica delle regioni attive solari.
Comunque non è impossibile, è da tempo che ci penso, ma attendo una AR degna di questo nome, che da tempo non si riesce di vedere.
Quanto al Congresso, spero di esserci, nel caso ci vediamo lì.
Saluti

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Fulvio Mete
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http://www.lightfrominfinity.org

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