Nombre chino: Coronógrafo mbth Hora de la invención: 1930 Lugar de la invención: Francia Inventor: B. Lyot Atributos: Instrumento astronómico Propósito: Propósito del instrumento, principio de funcionamiento, puntos de diseño del instrumento, estructura de la lente del objetivo, disco de protección, posición de observación , Mejoras en los instrumentos, método de obtención de imágenes finales, uso de los instrumentos Al comparar las fotografías tomadas cada vez, los astrónomos descubrieron que la forma de la corona cambiaba con cada eclipse solar total. Cuando hay pocas manchas solares, la corona se extiende tanto cerca del ecuador del sol que parece la punta gruesa de un pincel en los polos, por lo que toda la corona se vuelve como una mariposa. Cuando hay muchas manchas solares en el Sol, la corona se vuelve muy grande, como una abertura amplia y deslumbrante, que rodea al Sol por todos lados. Además, los astrónomos determinaron que la luz coronal brilla más lejos donde las protuberancias rojas brillantes, las protuberancias del sol, emergen detrás de la luna. Para estudiar cómo cambia la corona con los fenómenos solares se necesitan observaciones a largo plazo, pero una persona sólo experimentará una docena de eclipses solares totales en su vida, y cada eclipse solar total dura sólo dos o tres minutos, lo cual es demasiado corto para los científicos. . En 1930, el astrónomo francés Leo inventó el coronógrafo (B. Lyot), que permitía observar la luz producida por la corona cuando brilla el sol. Principio de funcionamiento El principio de diseño del coronógrafo es crear un eclipse solar artificial y eliminar la mayor cantidad posible de luz dispersa del instrumento. Para eliminar la luz dispersa, el grosor de la lente y el número de interfaces entre el vidrio y el aire deben reducirse tanto como sea posible, por lo que la lente objetivo O1 usa una lente delgada y se coloca un filtro de banda estrecha F detrás de la lente de la cámara C para eliminar la aberración cromática de O1. La apertura de la apertura S2 es ligeramente más pequeña que la apertura S1, lo que puede bloquear la difracción y la luz perdida en el borde de S1. La pequeña apertura S3 en el eje óptico puede bloquear los artefactos formados en el camino óptico. El cilindro del objetivo está pintado con pintura negra oscura. En el suelo, la luz dispersada de la atmósfera terrestre brilla sobre la corona, por lo que los coronógrafos generalmente se colocan en montañas donde el aire es escaso. Puntos de diseño de instrumentos Un coronógrafo permite a las personas observar la corona más allá de un eclipse solar total. Utiliza eclipses solares artificiales para la observación. El principio es simple. En el foco principal del telescopio se coloca un disco protector que bloquea la imagen fotosférica y permite el paso de la imagen coronal. Pero en realidad es mucho más complicado. Debido a que hay luz dispersa y/o luz difractada en el instrumento, la atmósfera de la Tierra seguirá siendo varios órdenes de magnitud más brillante que la corona, por lo que para minimizar esta luz irrelevante, se deben tomar medidas especiales. Precauciones en el diseño y funcionamiento del instrumento. La construcción de la lente del objetivo es la precaución más importante. Para reducir el número de superficies incluidas en el instrumento, se utiliza un objetivo de lente única y el vidrio en bruto está lo más libre posible de burbujas, texturas y otros defectos. Lije con cuidado la superficie de la lente para eliminar todos los rayones y otras marcas en la superficie. Si no está en uso, debe sellarse para evitar el polvo; también puede colocar un cilindro largo engrasado delante de la lente del objetivo como cubierta contra el polvo. El disco obturador es un cono de metal pulido o un espejo inclinado a través del cual la radiación de la fotosfera se refleja de forma segura hacia una ventana fototérmica separada. Después de proteger el disco óptico, use una lente Fabry para obtener imágenes de la lente objetivo, lo que puede eliminar la difracción en el borde de la lente objetivo, y luego use una apertura ligeramente más pequeña que la imagen de la lente objetivo para eliminar el efecto de borde. Además, el objetivo se puede dividir en muchas partes de modo que su transparencia disminuya de manera gaussiana desde el centro hacia los bordes. Aunque se pierde algo de resolución, el halo de difracción queda completamente suprimido. Se utiliza un segundo obturador antes del objetivo de imagen final para eliminar el efecto de múltiples reflejos después del primer objetivo. La imagen final de la corona es producida por un segundo objetivo montado detrás de la apertura de difracción. Diagrama esquemático de la configuración óptica de un reloj de sol Sólo seleccionando una estación de observación adecuada se puede reducir la dispersión atmosférica en el lugar de observación. Por lo tanto, los primeros coronógrafos se construyeron en observatorios de gran altitud y recientemente se instalaron en naves espaciales, eliminando por completo la influencia de la atmósfera terrestre. Usando una sola lente, la imagen en el foco principal tendrá aberración cromática, por lo que generalmente es necesario agregar un filtro al sistema. En cualquier caso, esto es necesario porque el espectro coronal está formado por un gran número de líneas de emisión superpuestas al debilitado espectro fotosférico solar. Por lo tanto, elegir un filtro de banda estrecha con una longitud de onda central en la fuerte línea de emisión coronal puede mejorar bastante bien el contraste de la imagen final. Las observaciones realizadas con instrumentos terrestres sólo ocasionalmente pueden obtener imágenes de la luz blanca de la corona o de bandas de longitud de onda ancha, y esto sólo puede intentarse en condiciones óptimas de observación. Por tanto, será más común utilizar satélites para transportar instrumentos de observación.
Mejoras instrumentales Se ha demostrado que los instrumentos de globo o espaciales pueden mejorar el coronógrafo básico. En primer lugar, la luz de fondo a gran altura es más débil que la luz dispersada dentro del instrumento en circunstancias normales, y la mejora puede adoptar dos formas diferentes. En primer lugar, se pueden utilizar objetivos reflectantes, que consisten en un paraboloide fuera de eje sin recubrimiento. La mayor parte de la luz se absorbe a través de la lente del objetivo. Las burbujas y manchas en el vidrio no son importantes en este punto, ya que provocan principalmente dispersión en dirección hacia adelante. El espejo no está recubierto porque el recubrimiento metálico es muy irregular y provocará una dispersión bastante grave. El segundo método para mejorar el coronoscopio es bastante diferente al anterior. Produce un eclipse "artificial" directamente fuera del instrumento, en lugar de en el foco principal. El disco protector se coloca en una posición adecuada delante de la primera lente objetivo del coronógrafo original, bastante común, y debe ser lo suficientemente grande como para garantizar que la primera lente objetivo esté completamente dentro de la umbra del disco. Entonces, el interior de la corona (imagen) se verá muy afectado por el viñeteado, pero esto no importa porque esta es la parte más brillante de la corona. Incluso puede ser una ventaja, ya que reducirá el rango dinámico que tiene el detector; cubrir. Un solo disco producirá una imagen con un punto brillante en el centro debido a la difracción, pero esto se puede eliminar usando bordes irregulares con púas o usando múltiples discos protectores. Mediante estos métodos, la luz dispersada del instrumento se puede reducir a 10 -4 la de un coronógrafo básico. La imagen final producida por un coronógrafo se puede tomar directamente, pero más comúnmente se envía a un espectrómetro, fotómetro u otro instrumento auxiliar. En la Tierra, normalmente sólo se puede medir la corona exterior fotosférica de aproximadamente 1 radio solar, pero los instrumentos coronales transportados por satélites han medido con éxito la corona exterior fotosférica de 6 veces o más radios solares.