Senza strumentazione speciale, il Sole sembra calmo e inerte. Ma sotto quella placida facciata ci sono innumerevoli esplosioni in miniatura chiamate nanoflares.

Queste piccole ma intense eruzioni nascono quando le linee del campo magnetico nell'atmosfera del Sole si aggrovigliano e si allungano fino a spezzarsi come un elastico. L'energia che rilasciano accelera le particelle quasi alla velocità della luce e secondo alcuni scienziati, riscalda l'atmosfera solare alla sua bruciante temperatura di un milione di gradi Fahrenheit.

Tutto questo avviene con colori di luce così estremi che l'occhio umano non può vederli. I nanoflares non sono visibili, almeno non ad occhio nudo.

Trovare le tracce dei nanoflares richiede la visione a raggi X, e gli scienziati hanno lavorato duramente per sviluppare i migliori strumenti per il lavoro. L'ultimo progresso in questo progetto è rappresentato dal Focusing Optics X-ray Solar Imager della NASA, o missione FOXSI, presto per prendere il suo terzo volo dalla gamma missilistica di White Sands a White Sands, Nuovo Messico, non prima del 7 settembre.

FOXSI è una missione missilistica sonda. Derivato dal termine nautico "suonare, "significato misurare, i razzi sonda compiono brevi viaggi di 15 minuti sopra l'atmosfera terrestre per dare un'occhiata allo spazio prima di ricadere a terra. Più piccoli, meno costoso e più veloce da sviluppare rispetto alle missioni satellitari su larga scala, i razzi sonda offrono agli scienziati un modo per testare le loro ultime idee e strumenti e ottenere risultati rapidi.

FOXSI percorrerà 190 miglia in su, sopra lo scudo dell'atmosfera terrestre, per fissare direttamente il Sole e cercare i nanoflares usando la sua visione a raggi X.

"FOXSI è il primo strumento costruito appositamente per l'immagine di raggi X ad alta energia dal Sole focalizzandoli direttamente, " ha detto Lindsay Glesener, fisico spaziale presso l'Università del Minnesota a Minneapolis e investigatore principale della missione. "Altri strumenti hanno fatto questo per altri oggetti astronomici, ma FOXSI è finora l'unico strumento da ottimizzare soprattutto per il sole."

Il Sole racconta la sua storia in strati di luce, ognuno dei quali rivela cosa sta succedendo a temperature diverse. Per esempio, la luce del sole che i nostri occhi possono vedere proviene principalmente dalla fotosfera solare, che è circa 10, 000 gradi Fahrenheit. Ma c'è molto di più in corso al di fuori dei limiti della visione umana. luce a raggi X, in particolare, rivela processi che riscaldano il plasma a milioni di gradi Fahrenheit, come le esplosioni più violente al centro dei nanoflare.

Ma le visualizzazioni di alta qualità dei raggi X dal Sole non sono facili. A differenza della luce visibile, I raggi X sono difficili da mettere a fuoco; sono in gran parte inalterati dalle lenti e dagli specchi utilizzati nei telescopi convenzionali. Le precedenti missioni a raggi X dovevano fare a meno della luce focalizzata.

"In passato usavamo generalmente maschere abilmente selezionate per bloccare parte dei raggi X in arrivo, " ha detto Sam Krucker, fisico spaziale presso l'Università della California, Berkeley, e investigatore principale per i due voli precedenti di FOXSI. "Questo non si traduce in immagini di altissima qualità, ma ci ha comunque fornito informazioni cruciali sulla parte più energetica dei brillamenti solari".

Per mettere a fuoco i raggi X, il team FOXSI ha usato estremamente duro, superfici lisce inclinate di un piccolo angolo (meno di mezzo grado) che convoglierebbe delicatamente la luce dei raggi X in entrata in un punto di messa a fuoco.

"Grazie a questi telescopi ora possiamo realizzare immagini a raggi X focalizzate del nostro Sole", ha affermato Krucker. "Queste immagini hanno una qualità dell'immagine molto migliorata con una sensibilità molto più alta."

Questo sarà il terzo volo di FOXSI, il primo è stato nel 2012, durante il quale ha osservato con successo un piccolo brillamento solare in corso, e il secondo nel 2014, quando ha rilevato la migliore prova al momento dell'emissione di raggi X da nanoflares. La terza missione fa seguito a questa scoperta, ma questa volta include un nuovo telescopio progettato per l'imaging a bassa energia, anche i cosiddetti raggi X molli.

"L'inclusione del telescopio a raggi X morbidi ci fornisce temperature più precise, " disse Glesener, consentendo al team di individuare le firme dei nanoflare che sarebbero mancate con i soli telescopi a raggi X duri. Inoltre, sono stati apportati molti altri miglioramenti delle prestazioni per produrre in modo più accurato, immagini ad alta risoluzione.

Il terzo volo di FOXSI sarà anche il primo guidato da Glesener, che era uno studente laureato, e poi il project manager, per i due voli precedenti guidati da Krucker.

"Questo tipo di addestramento e di eredità del progetto è comune nei programmi di sondaggi, " ha detto Glesener. "Sono progettati per far crescere e maturare leader scientifici così come hardware!"

FOXSI è una collaborazione tra la NASA e la Japan Aerospace Exploration Agency, e ha co-investigatori dell'Università del Minnesota; Università della California a Berkeley; I centri di volo spaziale Goddard e Marshall della NASA a Greenbelt, Maryland, e Huntsville, Alabama, rispettivamente; l'Università di Tokyo; Università di Nagoya; l'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone; e l'Università delle Scienze di Tokyo. FOXSI è supportato attraverso il programma Sounding Rocket della NASA presso il Wallops Flight Facility dell'agenzia in Virginia. La divisione di eliofisica della NASA gestisce il programma del razzo sonda.