Активността на Слънцето, известна като "космическо време", оказва значително влияние върху Земята и другите планети на Слънчевата система. Периодичните изригвания, известни още като слънчеви изблици, отделят значителни количества електромагнитно излъчване, което може да попречи на всичко - от спътници и въздушно пътуване до електрически мрежи. Поради тази причина астрофизиците се опитват да разгледат по-добре Слънцето, за да могат да предскажат неговите метеорологични модели.
Това е целта зад 4-метровата (13 фута) на NSF Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST) - известна преди като Соларен телескоп Advanced Technology - която се намира в обсерваторията Халеакала на остров Мауи, Хавай. Наскоро това съоръжение пусна първите си изображения на повърхността на Слънцето, които разкриват безпрецедентно ниво на детайлите и предлагат визуализация на това, което този телескоп ще разкрие през следващите години.
Тези изображения осигуряват отблизо повърхността на Слънцето, която показва бурна плазма, подредена по образец от структури, подобни на клетки. Тези клетки са индикация за жестоки движения, които транспортират гореща слънчева плазма от вътрешността на Слънцето към повърхността. Този процес, известен като конвекция, вижда тази ярка плазма да се издига на повърхността в клетките, където след това се охлажда и потъва под повърхността в тъмни платна.
Получавайки тези видове точни и ясни изображения на Слънцето, астрономите се надяват да успеят да подобрят разбирането си за този процес, така че да предскажат внезапни промени в космическото време. Както обясни Франс Кордова, директор на НФС:
„Откакто NSF започна работа върху този наземен телескоп, с нетърпение очаквахме първите изображения. Вече можем да споделим тези изображения и видеоклипове, които са най-подробни за нашето слънце до момента. Соларният телескоп Inouye на NSF ще може да картографира магнитните полета в слънчевата корона, където се появяват слънчеви изригвания, които могат да повлияят на живота на Земята. Този телескоп ще подобри нашето разбиране за това какво движи космическото време и в крайна сметка ще помогне на синоптиците по-добре да прогнозират слънчеви бури. "
Казано по-просто, Слънцето е звезда с главна последователност от тип G (жълто джудже), която съществува от около 4,6 милиарда години. Това го поставя на около половината му жизнен цикъл, който ще продължи около 5 милиарда години. Процесът на самоустойчив ядрен синтез, който захранва Слънцето (и осигурява цялата ни светлина, топлина и енергия) консумира около 5 милиона тона водородно гориво всяка секунда.
Цялата енергия, създадена от този процес, излъчва в космоса във всички посоки и достига до самия ръб на Слънчевата система. От 50-те години на миналия век учените разбират, че Земята пребивава в атмосферата на Слънцето и че промените в нейното време имат дълбоко влияние върху Земята. Дори сега, десетилетия по-късно, има много неща за най-жизнените процеси на Слънцето, които остават неизвестни.
Matt Mountain е президент на Асоциацията на университетите за изследвания в астрономията, която управлява слънчевия телескоп Inouye. Както обясни целта на слънчевата астрономия:
„На Земята можем да прогнозираме дали ще вали много точно навсякъде по света много точно, а космическото време все още не е там. Нашите прогнози изостават от земното време с 50 години, ако не и повече. Това, от което се нуждаем, е да разберем основната физика зад космическото време и това започва от слънцето, което ще проучи слънчевият телескоп Inouye през следващите десетилетия. “
Астрономите са определили, че движението на плазмата на Слънцето е свързано със слънчевите бури поради начина, по който те причиняват усукване и заплитане на линиите на магнитното поле на Слънцето Измерването и характеризирането на магнитното поле на Слънцето е от решаващо значение за определяне на причините за потенциално вредната слънчева активност - нещо, за което Inouye Solar Telescope притежава уникална квалификация.
Според Томас Римеле, директор на слънчевия телескоп Inouye, всичко се свежда до магнитното поле на Слънцето. „За да разгадаем най-големите загадки на слънцето, ние трябва не само да можем да виждаме ясно тези малки структури на разстояние от 93 милиона мили, но много точно да измерваме силата и посоката на магнитното си поле близо до повърхността и да проследим полето, докато се простира в милиона Корона, външната атмосфера на слънцето. "
Едно от най-големите предимства, които се получават от по-доброто разбиране на слънчевата динамика, е способността за прогнозиране на големи метеорологични събития. Понастоящем правителствата и космическите агенции са в състояние да предвидят събития с около 48 минути преди време. Но благодарение на изследванията, проведени от слънчевия телескоп Inouye и други слънчеви обсерватории, астрономите очакват това да достигне до 48 часа.
Това ще ни даде повече време, за да гарантираме, че тези събития не избиват електропреносните мрежи, критичната инфраструктура, сателитите и космическите станции. Естествено, бизнесът с наблюдението на Слънцето не е лесна задача и идва със своя справедлив дял от опасности. По тази причина слънчевият телескоп Inouye използва много скорошни разработки по отношение на строителството, инженерството и астрономията.
Това включва 4 м (13 фута) огледало (най-голямото от всеки слънчев телескоп), адаптивна оптика за компенсиране на изкривяването, причинено от земната атмосфера, и девствените условия за гледане на върха на Халеакала над 3000 м (10 000 фута). Телескопът разчита и на няколко предпазни мерки, за да гарантира, че той не се прегрява от фокусирането на 13 киловата слънчева енергия от Слънцето.
Това става чрез високотехнологичен метален торус с течно охлаждане („стоп-стоп“), който държи по-голямата част от слънчевата светлина далеч от основното огледало и охлаждащите плочи, които покриват купола и поддържат стабилни температури около телескопа. Вътрешността на обсерваторията също се поддържа хладно, като се използват 11,25 км (7 мили) тръби за охлаждаща течност, които са частично охладени от лед, който се натрупва през нощта, и вътрешни капаци, които осигуряват циркулация на въздуха и сянка.
„С най-големия отвор на всеки слънчев телескоп, неговия уникален дизайн и най-модерната апаратура, слънчевият телескоп Inouye - за първи път - ще може да извършва най-предизвикателните измервания на слънцето“, каза Римеле , „След повече от 20 години работа от голям екип, посветен на проектирането и изграждането на водеща соларна обсерватория за слънчеви изследвания, ние сме близо до финалната линия. Изключително съм развълнуван да бъда позициониран да наблюдавам първите слънчеви петна от новия слънчев цикъл, които сега се усилват с този невероятен телескоп. "
Дейвид Boboltz, програмен директор в отдела за астрономически науки на NSF, също е отговорен за надзора върху изграждането и експлоатацията на съоръжението. Както той посочи, тези изображения са само върхът на айсберга за слънчевия телескоп Inouye:
„През следващите шест месеца екипът от учени, инженери и техници на телескопа Inouye ще продължи изпитването и въвеждането в експлоатация на телескопа, за да го подготви за използване от международната соларна научна общност. Соларният телескоп Inouye ще събира повече информация за нашето слънце през първите 5 години от живота му, отколкото всички слънчеви данни, събрани откакто Галилео за пръв път насочи телескоп към слънцето през 1612 г. “
Соларният телескоп Inouye е част от трио инструменти, които са готови да революционизират слънчевата астрономия в следващите години. Към него се присъединяват соларната сонда на Паркър на НАСА (която в момента обикаля около Слънцето) и Слънчевият орбитър ESA / НАСА (който скоро ще стартира). Както обобщи Валентин Пилет (директор на Националната слънчева обсерватория на NSF), вълнуващ момент е да бъдеш слънчев физик:
„Соларният телескоп Inouye ще осигури дистанционно наблюдение на външните слоеве на слънцето и магнитните процеси, които протичат в тях. Тези процеси се разпространяват в Слънчевата система, където мисиите на Паркър Солар и Соларен орбитър ще измерват техните последици. Като цяло те представляват истински мулти-месинджър начинание да разберат как звездите и техните планети са магнитно свързани. "
