Congreso Colombiano de Astronomía y Astrofísica - 2012

PASCAL: Un método de corrección atmosférica para los datos obtenidos con la red de telescopio en Tierra GONG++

Not scheduled

Grupo Halley (Universidad Industrial de Santander)

Carteles

Speaker

Juan Camilo Buitrago-Casas (Observatorio Astronómico Nacional - Universidad Nacional de Colombia)

Description

La red de telescopios en tierra GONG++ (llamado así por sus siglas en inglés Global Oscillation Network Group) se constituye en seis estaciones localizadas de forma casi equidistante alrededor de la tierra con el fin de observar al Sol casi continuamente y desarrollar análisis heliosismológicos. Como es ampliamente conocido, siempre que se toman fotogramas del Sol con telescopios terrestres nos encontramos con que las imágenes se ven alteradas por efecto de las perturbaciones atmosféricas. En este sentido, cuando se quiere desarrollar un análisis que involucre cierto grado de resolución espacial de los datos obtenidos, como es el caso de la heliosismología local, es necesario desarrollar un algoritmo de limpieza que garantice una buena calidad de las imágenes. Lindsey and Donea [2008] han ideado un algoritmo que, aplicado sobre las imágenes terrestres obtenidas con GONG++, es capas de distinguir una señal sísmica sobre el ruido de la imagen producto de la turbulencia. Este método es aplicable a observaciones que han sido integradas por un periodo de tiempo largo comparado con el tiempo característico del “seeing” (~10 ms). Teniendo en cuenta que la cadencia de los instrumentos de esta red es de un minuto, este método resulta ser perfecto a fin de “limpiar” las imágenes crudas que salen del telescopio siempre y cuando se tenga un excelente control sobre el guiado (“traking”) de las imágenes. Aunque este método de limpieza ha sido aplicado a una apreciable cantidad de estudios heliosismológicos asociados a fulguraciones solares[Donea et al., 2006, Matthews et al., 2011, Zharkov et al., 2011], no se le ha acuñado aún un término para referirse a este método en la literatura. Se ha aprovechado este trabajo para postular el nombre sugerido por Charles Lindsey: PASCAL que son las siglas en inglés de “PArametric Smearing Correction ALgorithm”. Este método se basa en el ajuste de del ruido atmosféricos en su totalidad a una función laplaciana que da cuenta de la difusividad de la intensidad registrada en cada fotograma. Hasta la fecha dicho ajuste numérico se ha llevado acabo considerando los primeros cinco vecinos de cada pixel en los fotogramas. Sin embrago, en el presente trabajo se perfecciona la precisión del método implementando un cálculo numérico con los primeros dos vecinos de cada pixel (Laplaciano de nueve puntos), además de introducir un algoritmo de proyección azimutal equidistante centrada en el punto de análisis con el fin de garantizar la homogeneidad espacial en la vecindad del punto de interés. Para comparar el método que usa el laplaciano de 5 puntos con el método mejorado por nosotros se hacen unas pruebas sobre señales gaussianas bidimensionales, evidenciandose una apreciable ganancia en la precisión del ajuste propuesto aquí (del orden del 5%). Además, en este trabajo aplicamos el método nuevo de limpieza a los fotogramas y Dopplergramas (estos últimos son imagen reconstruidas del Sol que muestra el movimiento del plasma en la línea de la visual) de tres fulguraciones del ciclo solar 24, de interés especial por haber sido altamente energéticas en rayos X suaves y duros y por haber registrado emisión en luz blanca. Finalmente, se compararon los resultados obtenidos mediante la implementación de nuestro método sobre las imágenes de la red GONG++ con aquellas que provienen del Instrumento HMI (Helioseismic and Magnetic Imager) a bordo de la misión espacial SDO (Solar Dynamic Observatory) de la NASA para las mismas tres fulguraciones solares. Se encontró que incluso con el nuevo método de limpieza para las imágenes de GONG++ la resolución espacial obtenida no es lo suficientemente buena para discernir la existencia de un heliosismo. Sin embargo, el contraste en los mapas de intensidad, así como en los de velocidad, es idóneo para construir curvas de luz. Al comparar estas curvas con aquellas construidas a partir de las observaciones de HMI se encontró una gran coincidencia en su morfología salvo unas señales transitorias observadas solo sobre estas últimas abriendo una discusión sobre el método de limpieza empleado sobre cada uno de los dos conjuntos de datos. Referencias: http://gong.nso.edu/info/fact_sheet.html Lindsey, C. and Donea, A. (2008). Mechanics of Seismic Emission from Solar Flares. solphys, 251:627–639. Donea, Besliu-Ionescu, D., Cally, P., and Lindsey, C. (2006a). New detection of acoustic signatures from solar flares. In Leibacher, J., Stein, R. F., and Uitenbroek, H., editors, Solar MHD Theory and Observations: A High Spatial Resolution Perspective, 18-22 July, 2005, volume 354 of ASP Conference Series, page 168, National Solar Observatory, Sacramento Peak, Sunspot, New Mexico, USA. Astronomical Society of the Pacific. Matthews, S. A., Zharkov, S., and Zharkova, V. V. (2011). Anatomy of a Solar Flare: Measurements of the 2006 December 14 X-class Flare with GONG, Hinode, and RHESSI. ApJ, 739:71. Zharkov, S., Zharkova, V. V., and Matthews, S. A. (2011). Comparison of Seismic Signatures of Flares Obtai- ned by SOHO/Michelson Doppler Imager and GONG Instruments. ApJ, 739:70.