Desde que los aficionados disponemos de telescopios, la observación solar es la única modalidad que se realiza de día pero que requiere de las mayores precauciones, puesto que requiere del filtrado y la disipación de la enorme cantidad de luz procedente de nuestra estrella, que al ser concentrada por la lente objetivo, o el espejo del telescopio, pone en peligro nuestra visión y el mismo equipo de observación por su gran intensidad y poder calorífico. Ya sea por proyección, por filtros especiales en la boca del tubo, o (específicamente para refractores) un prisma de Herschel en combinación con otros filtros reductores de luz, la observación del Sol se realiza en luz blanca, y permite ver la fotosfera, donde aparecen y se desarrollan poros que dan luego paso a manchas desarrolladas en el transcurso de los días.
La estructura del Sol esconde muchos secretos que se pueden desentrañar con la observación en regiones específicas del espectro de radiación emitido por el Sol. Algunas están en el espectro óptico, como la línea de absorción del Hidrógeno en el rojo (H alfa), que nos permite ver la cromosfera, una capa por encima de la fotosfera donde circula el plasma movido por el campo magnético solar y forma las espectaculares protuberancias, o las 3 intensas líneas del Calcio ionizado (Ca II): H, K y G.
H alfa y Ca II, así como la línea de emisión del Helio, He I, se caracterizan por tener variaciones espaciales a lo largo del disco solar. Su intensidad varía según la zona del Sol donde observemos, cosa que no sucede con el resto de las líneas espectrales.
La observación en esas bandas tan estrechas de longitud de onda ha sido hasta ahora muy complicada y costosa, y no se ha podido popularizar hasta finales de los años 90 del siglo pasado, cuando la marca Coronado (luego adquirida por Meade, que entró en quiebra) sacó el Personal Solar Telescope (PST), equipado con un sistema de reducción de luz y filtrado en el rango del H alfa relativamente asequible, con un objetivo refractor de 40 mm de diámetro, que se ha podido adquirir por menos de 1000 euros. Otros modelos han seguido al PST, y hoy en día existen telescopios solares que ofrecen la imagen del disco solar en H alfa o bien en Ca II, eso si, por precios que se mueven en el rango de los miles de euros.
Sin embargo, para un presupuesto más limitado se puede hacer imagen solar en banda estrecha valiéndose de la técnica de la espectroheliografía, inventada por George E. Hale y Henri Deslandres en 1890. Básicamente, este método consiste en aprovechar el poder de un espectroscopio de alta resolución para descomponer la luz separando intervalos de longitud de onda bastante estrechos. Este instrumento, al montarse en un telescopio, es capaz de formar una imagen espacial del Sol al mismo tiempo en que su luz se descompone. Así entonces, haremos pasar el disco solar por la rendija por la que entra la luz del espectroscopio, realizando un barrido en el que registramos “fotos” de secciones muy finas del Sol en la línea espectral que hemos elegido, H alfa por ejemplo.
La versión más actualizada de esta técnica ha sido desarrollada hace unos años por Christian Buil y Valerie Desnoux en Francia, en un proyecto abierto a todo el público llamado Solar Explorer o Sol’Ex. El proyecto se puede examinar en la web https://solex.astrosurf.com/sol-ex-presentation-en.html
Los 2 pilares de Sol’ex son un espectroscopio fácil de construir y un software gratuito para procesar el escaneado del Sol y producir una imagen final.
El espectroscopio está diseñado para que lo pueda crear el propio observador (los elementos ópticos se pueden adquirir en un kit, y el resto puede ser fabricado por impresión 3D, ya sea en la impresora en casa, o encargada a una empresa especializada) y resulte más o menos asequible, mínimo 350 euros la óptica, más la carcasa y resto de partes, que pueden salir por unos pocos euros impresas en casa, o entre 150 ó 200 euros en una empresa que imprima en 3D.
Una vez construido nuestro Sol’ex, lo montaremos en un telescopio, preferiblemente un refractor de corta focal, 400 ó 500 mm como mucho si queremos obtener el disco solar completo (un tubo de guiado funciona muy bien para la tarea). No hará falta ningún filtro solar en el objetivo, pero sí un filtro de densidad neutra que bloquee parte de la luz para hacerla inocua a las partes delicadas del instrumento, sobretodo la rendija. Un filtro de factor 64 (6 pasos) resulta idóneo. Hemos de comprobar que la atenuación es suficiente si el haz de luz entrante en el telescopio no produce excesivo calor ni sensación de quemadura.
Sol’ex tiene una salida a la que acoplaremos una cámara, no incluida, de tipo CMOS. La más adecuada es la que tenga el píxel más pequeño posible, como las basadas en el chip IMX178 o IMX678, y monocromo (por ejemplo ZWO ASI 178MM o QHY IMG 678). Con esta cámara, nuestro Sol’ex funciona como un espectrógrafo que nos dará la imágen del espectro en tiempo real, en la pantalla de nuestro ordenador, puesto que realiza imágenes de exposición muy corta y puede trabajar en modo video-en vivo. Pongamos que hemos apuntado al Sol y centrado la imagen; a continuación ya veremos que se forma en pantalla la imagen del espectro. Al enfocar con precisión, las líneas son numerosas y muy finas. Tendremos que ayudarnos de alguna imagen del espectro para localizar las líneas deseadas, aunque con práctica sabremos identificarlas. De hecho, la H alfa es inconfundible por su intensidad, así como las del Ca II.
Una vez que tenemos centrada la línea, tenemos que centrar el disco solar en el espectro, que se verá como una extensa banda (puesto que la red de 2400 líneas/mm dispersa la luz enormemente). Si tenemos montado el Sol’ex en una montura ecuatorial (o en paralelo a un telescopio en una ecuatorial) si se coloca paralelo al eje de declinación, podemos aprovechar el movimiento en ascensión recta (AR) para hacer entrar y salir el Sol por la rendija, y así hacer los “escaneos”.
En nuestro programa de captura, SharpCap por ejemplo, vamos a seleccionar sólo una sección en torno a la línea que estamos observando (usar función seleccionar ROI) en lugar del espectro entero que se nos aparece en pantalla. A continuación sacaremos el disco solar de la imagen moviendo el eje de AR, e iniciamos la grabación de un vídeo con el Sol entrando y atravesando la rendija del Sol’ex hasta salir. Es importante asegurarse de que el vídeo se grabe en formato “.SER”, que preserva los datos de imagen en bruto.
Una vez que hemos grabado el vídeo y guardado, abrimos el software INTI que previamente hemos descargado e instalado. Al abrir la aplicación inti_ser_recon.exe, y seleccionar el video, INTI hará la magia. Si todo va bien, el programa reconoce la línea espectral y reconstruye y corrige una imagen del disco solar y la muestra. Si hemos hecho todo correctamente veríamos imágenes como las que se muestran aquí. Seguramente en el primer intento no saldrán tan perfectas y nítidas como nos gustaría, pero afinando la colocación de la cámara, el enfoque del espectro y del disco solar, veremos como se gana en nitidez.
Los espectroheliogramas obtenidos pueden llegar a ser de gran calidad pero en general su resolución no es tan elevada como la obtenida con un telescopio solar de banda estrecha funcionando por filtros, pero por el contrario el contraste obtenido es muy superior. Y, algo no despreciable, han supuesto un coste menor. Y por si fuera poco, el Sol’ex puede utilizarse también como un espectrógrafo para analizar estrellas con una ligera modificación.
