Соларният телескоп Daniel K. Inouye (DKIST), най-големият слънчев телескоп в света, засне първото си изображение на слънцето - изображението с най-високата разделителна способност на нашата звезда до момента - миналия месец.
Образът започва, което учените се надяват, че ще бъде почти 50-годишно проучване на най-важната звезда на Земята. Новите изображения разкриват малки магнитни структури с невероятни детайли. Докато строителството на 4-метровия телескоп се навива на върха на Халеакала на хавайския остров Мауи, повече от инструментите на телескопа ще започнат да излизат онлайн, увеличавайки способността му да хвърля светлина върху активното слънце.
Уникалната разделителна способност и чувствителност на Inouye ще му позволи да изследва магнитното поле на слънцето за първи път, докато изучава дейностите, които управляват космическо време в квартала на Земята. Заредените частици, хвърлени от слънцето, могат да пречат на механичните спътници на Земята, електрическите мрежи и комуникационната инфраструктура. Новият телескоп също ще се задълбочи в една от най-контритуитивните слънчеви мистерии: защо слънчева коронаили външният слой е по-горещ от видимата му повърхност.
"Това са изображения и филми с най-висока разделителна способност на слънчевата повърхност, правени някога," каза директорът на Inouye Томас Римеле по време на пресконференция в петък (24 януари). "Досега току-що видяхме върха на айсберга."
"Швейцарски армейски нож"
Строежът е започнал на слънчевия телескоп Inouye през 2012 г. Оттогава телескопът е останал по бюджет и по график, според Дейв Боболц, програмният директор на Националното научно звено за астрономия.
Телескопът засне наскоро пуснатото изображение, което е неговото първо инженерно изображение, на 10 декември 2019 г., но обсерваторията все още не е завършена. По това време функционираше само един инструмент, Visible Broadband Imager (VBI). VBI прави изключително висока резолюция на слънчевата повърхност и ниската атмосфера.
Вторият инструмент на обсерваторията - видимият спектрополяриметър (VISP), започна да работи в четвъртък (23 януари). Подобно на призмата, VISP разделя светлината в своите компоненти на цветовете, за да осигури прецизни измервания на нейните характеристики по дължина на множество вълни. Останалите инструменти ще бъдат включени, докато строителството продължава на 13-етажната сграда, като пълните операции се планират да започнат през юли 2020 г.
"Сега сме във финалния спринт на много дълъг маратон", каза Римеле.
Първите заснети светлинни изображения са невярно цветно изображение на слънцето. Тъй като сградата все още се строи, изображенията са само обработени, но не и анализирани за научни резултати. Въпреки това, Римеле каза, че магнитни структури които преди са се появявали в слънчеви изображения като единични ярки точки, сега се виждат като няколко по-малки структури, което подсказва възможностите на новия слънчев телескоп.
Следващият инструмент, който ще бъде доставен на върха, ще бъде криогенният близък инфрачервен спектра-поляриметър, който ще изследва слънчевата атмосфера при инфрачервени дължини на вълната, за да се изследват магнитните полета в слънчевата корона върху голямо зрително поле. Скоро след това ще пристигне дифракционният ограничен близък инфрачервен спектрално-поляриметър, който в крайна сметка ще използва оптични влакна за събиране на спектрални данни във всяка точка на двуизмерно слънчево изображение, което му позволява едновременно да измерва пространствена и спектрална информация. Крайният инструмент, Visible Tunable Filter, ще заснема изображения на слънцето с висока резолюция, докато извършва сканиране с висока скорост на светлината, което може да идентифицира атоми и молекули.
Inouye е предназначен да работи 44 години, което трябва да покрие две от пълните 22-годишни слънце слънчеви цикли, Пакетът му от инструменти вероятно ще се промени с течение на времето.
„Истинската мощност в слънчевия телескоп Inouye е неговата гъвкавост, неговата надградимост“, каза Боболц. "Това е все едно да имаш швейцарски армейски нож, който да изучава слънцето."
Слънчево решаване
Слънцето постоянно хвърля материал в пространството във всички посоки. Този непрекъснат слънчев вятър взаимодейства с магнитното поле на Земята, причинявайки аурорите.
Други изблици са по-драматични. Понякога слънцето ще изплюе големи парчета плазма и частици, известни като изхвърляне на коронална маса (CME); ако те достигнат до Земята, те могат да повлияят на спътници и електрически мрежи, като най-мощните причиняват прекъсвания. Една от най-известните съвременни катастрофи се случи през 1989 г., когато геомагнитна буря удари Квебек, като предизвика деветчасово затъмнение на територията на Канада. Проучванията определят цената на широкото затъмнение от десетки милиарди да се трилиони долара, в зависимост от обстоятелствата.
Такива ефекти могат да станат по-тежки. „Нашата разширяваща се зависимост от технологията значително увеличава уязвимостта ни към космическото време“, каза Боболц.
Ефектите могат да бъдат малки, но пагубни. През септември 2017 г., като трио от урагани, напреднали в Карибите, предизвикаха слънчеви пламъци множество радиоизключения от слънчевата страна на Земята. Множество радиоизключения спряха комуникациите през опасното време, понякога за цели 8 часа.
"Естествено събитие на Земята и естествено събитие на слънцето, когато се комбинират, представляват много по-голяма заплаха за нашето общество", каза директорът на Националната научна фондация Валентин Пилет по време на пресконференцията.
Телескопът Inouye трябва да позволи на астрономите да научат повече за това, което движи космическото време. Това разбиране може да помогне за прогнозиране на скоростта за най-екстремни събития, което позволява по-бърза реакция по време на опасни ситуации.
Inouye няма да действа сам, за да постигне това. „За да разберем наистина водачите и влиянието на космическото време, трябва да използваме два допълващи подхода“, каза Пилет. Inouye ще се справи с първия, като прави задълбочени наблюдения на магнитната повърхност на слънцето.
Вторият подход изисква изпращане на космически кораби близо до слънцето.
НАСА Соларна сонда Parker стартира през 2018 г. и ще достигне в рамките на 4 милиона мили (6 милиона километра) при най-близкия си подход до звездата. През февруари НАСА и Европейската космическа агенция ще стартират Слънчев орбитър, мисия, посветена на изучаването на хелиосферата на Слънцето, балонът от заредени частици, издухан в космоса от слънчевия вятър.
Триото "се допълват много по различни начини", каза Пилет. Докато Inouye ще предостави подробен поглед върху магнитното поле на слънцето, космическите мисии ще поставят своите наблюдения в контекста на слънчевата активност и слънчевото време.
Заедно, „те ще бъдат начело на откритията през следващия половин век“, каза Пилет. "Наистина е чудесно време да бъдеш слънчев астроном", каза той.
„Дом на слънцето“
Халеакала, хавайски за „Дом на слънцето“, изглежда като идеалната настройка за соларен телескоп. Световно известен със своите зрелищни изгреви, легналият вулкан получава около 15 минути повече дневна светлина от частта на нивото на морето на остров Мауи.
Според хавайската традиция вулканът е получил името си от трик, изигран на слънцето от бога деми Мауи. Майката на Мауи се оплакваше, че слънцето препускаше небето толкова бързо, че платната й не можеше да изсъхне. Измамникът се изкачи на върха на планината и заложи на слънцето, като отказа да го пусне, докато слънцето не се съгласи да забави скоростта. За да осигури освобождаването си, слънцето се съгласи да пътува по-бавно шест месеца в годината.
Духовното значение на хавайските върхове предизвика поразия за други телескопи. Протестите за нарастващото астрономическо присъствие на Мауна Кеа спряно строителство на телескопа на тридесет метра. Иноуей не избяга от опозицията. През 2015 и 2017 г. стотици протестиращи се събраха, за да блокират строителните превозни средства да пътуват до върха на върха.
Оттогава служителите на телескопа се срещат два пъти годишно с работна група местни хавайци, които възнамеряват да доведат, за да видят готовия телескоп. Нов Център за научна поддръжка също беше изграден в основата на планината, за да осигури поддръжка извън границите и върхът остава отворен за местните хавайци, които желаят да практикуват религията си по нейните склонове.
Националната слънчева обсерватория също е съставила набор от планове за уроци за учители в средните училища, които подчертават дългата история на Хаваите на астрономията, която е била представена на местните учители през 2019г.
„Успяхме да изгладим много от спора“, каза Боболц.
- Милион гейзери плазмен чучур от слънцето и учените най-накрая могат да знаят защо
- НАСА гледа мисии за проследяване на космическите климатични заплахи с малки сателити
- Вижте как слънцето изгрява в див нов сателитен изглед
