Сонячний телескоп Даніеля К. Інуе (DKIST), найбільший у світі сонячний телескоп, зняв своє перше зображення сонце - зображення найвищої роздільної здатності нашої зірки на сьогодні - минулого місяця.
Зображення починається, як сподіваються вчені, буде майже 50-річним дослідженням найважливішої зірки Землі. Нові зображення в неймовірних деталях розкривають невеликі магнітні структури. По мірі будівництва на 4-метровому телескопі вітер опускається на піку Халеакала на гавайському острові Мауї, більше інструментів телескопа почне з’являтися в Інтернеті, збільшуючи його здатність проливати світло на активне сонце.
Унікальна роздільна здатність та чутливість Inouye дозволить їй вперше досліджувати магнітне поле Сонця, коли він вивчає діяльність, що рухає космічна погода в сусідстві Землі. Заряджені частинки, що пролітають від сонця, можуть порушувати механічні супутники Землі, електромережі та комунікаційну інфраструктуру. Новий телескоп також заглибиться в одну з найбільш контрсуєтивних сонячних таємниць: чому сонячна коронаабо зовнішній шар гарячіший за його видиму поверхню.
"Це зображення з найвищою роздільною здатністю та фільми сонячної поверхні, коли-небудь зняті", - сказав директор Inouye Томас Ріммеле під час прес-конференції у п'ятницю (24 січня). "Досі ми щойно бачили верхівку айсберга".
"Швейцарський армійський ніж"
Будівництво розпочалося на сонячному телескопі Inouye в 2012 році. З тих пір телескоп залишився за бюджетом і за графіком, за словами Дейва Бобольца, директора програми відділу астрономії Національного наукового фонду.
Телескоп зафіксував нещодавно випущене зображення, яке є його першим інженерним зображенням, 10 грудня 2019 року, але обсерваторія ще не завершена. На той час функціонував лише один інструмент, Visible Broadband Imager (VBI). VBI робить надзвичайно високі роздільні зображення сонячної поверхні та нижньої атмосфери.
Другий інструментарій обсерваторії - видимий спектрополіметр (VISP), розпочав роботу в четвер (23 січня). Як і призма, VISP розбиває світло на складові кольори, щоб забезпечити точні вимірювання його характеристик по декількох довжинах хвиль. Інші інструменти будуть ввімкнені, поки триватиме будівництво 13-поверхового будинку, а повноцінні експлуатації планується розпочати в липні 2020 року.
"Зараз ми перебуваємо у фінальному спринті дуже довгого марафону", - сказав Ріммеле.
Перші зняті світлові зображення - це помилкове кольорове зображення сонця. Оскільки будівля ще будується, зображення були лише оброблені, але не проаналізовані на предмет наукових результатів. Однак Ріммеле сказав, що магнітні структури які раніше з'являлися на сонячних зображеннях як єдині яскраві точки, тепер видно як кілька менших структур, що дає підказку можливостям нового сонячного телескопа.
Наступним інструментом, який буде доставлений до вершини, буде кріогенний ближній інфрачервоний спектр-поляриметр, який буде вивчати сонячну атмосферу на інфрачервоній довжині хвилі, щоб зондувати магнітні поля в коронці Сонця над великим полем зору. Незабаром прибуде дифракційний обмежений біля інфрачервоного спектра-поляриметр, зрештою використовуючи оптичні волокна для збору спектральних даних у кожній точці двовимірного сонячного зображення, що дозволяє йому одночасно вимірювати просторову та спектральну інформацію. Кінцевий інструмент, видимий регульований фільтр, буде знімати зображення сонечка дуже високої роздільної здатності, виконуючи сканування високої швидкості світла, які можуть ідентифікувати атоми та молекули.
Inouye призначений діяти протягом 44 років, що повинно охопити два з повних 22-х років Сонця сонячні цикли. Його пакет інструментів, ймовірно, з часом зміниться.
"Справжня потужність сонячного телескопа Inouye - це його гнучкість, оновлення", - сказав Бобольц. "Це як мати нож швейцарської армії, щоб вивчити сонце".
Сонячний вирішувач
Сонце постійно проливає матеріал у простір у всіх напрямках. Цей постійний сонячний вітер взаємодіє з магнітним полем Землі, викликаючи полярні полярні землі.
Інші спалахи є більш драматичними. Інколи сонце випльовуватиме великі шматки плазми та частинки, відомі як викиди корональної маси (СМЕ); якщо вони досягають Землі, вони можуть впливати на супутники та електромережі, причому найпотужніші викликають затемнення. Одна з найвідоміших сучасних катастроф сталася в 1989 році, коли геодегнітна буря обрушилася на Квебек, ініціювала дев'ятигодинний затемнення по всій території Канади. Дослідження встановили вартість широкомасштабного відключення від десятки мільярдів до трильйони доларів, залежно від обставин.
Такі наслідки можуть стати більш серйозними. "Наша залежність від технологій, що розширюється, значно збільшує нашу вразливість до космічної погоди", - сказав Бобольц.
Ефекти можуть бути невеликими, але руйнівними. У вересні 2017 року, коли тріо ураганів просунулося по Карибському басейну, викликали сонячні спалахи багаторазове відключення радіо на сонячній стороні Землі. Багаторазове відключення радіо припиняло зв’язок під час небезпечного часу, іноді на 8 годин.
"Природні події на Землі та природні події на сонці, якщо їх поєднувати, представляють набагато більшу загрозу для нашого суспільства", - сказав директор Національного наукового фонду Валентин Піллет під час прес-конференції.
Телескоп Inouye повинен дати можливість астрономам дізнатися більше про те, що рухає космічною погодою. Це розуміння може допомогти прогнозувати швидкість для самих екстремальних подій, що дозволяє швидше реагувати під час небезпечних ситуацій.
Inouye не буде діяти самотужки для цього. "Щоб дійсно зрозуміти водіїв та вплив космічної погоди, нам потрібно використовувати два взаємодоповнюючих підходи", - сказав Піллет. Inouye впорається з першим, здійснюючи поглиблені спостереження за магнітною поверхнею Сонця.
Другий підхід вимагає відправлення космічних апаратів близько до сонця.
НАСА Сонячний зонд Паркера запущений у 2018 році і при найближчому наближенні до зірки пройде в межах 6 мільйонів миль. У лютому НАСА та Європейське космічне агентство розпочнуть свою діяльність Сонячний орбітер, місія, присвячена вивченню геліосфери Сонця, міхура заряджених частинок, вибухнутих у космос сонячним вітром.
Тріо "дуже взаємодоповнюють різні аспекти", - сказав Піллет. У той час як Inouye буде детально розглядати магнітне поле Сонця, космічні місії розмістять свої спостереження в контексті сонячної активності та сонячної погоди.
Разом "вони стануть на передньому плані відкриття протягом наступного півстоліття", - сказав Піллет. "Це справді чудовий час бути сонячним астрономом", - сказав він.
"Будинок сонця"
Галеакала, гавайський для "Будинку сонця", здається, ідеальною обстановкою для сонячного телескопа. Всесвітньо відомий своїми вражаючими сходами сонця, спокійний вулкан отримує о 15 хвилин більше денного світла ніж частина моря острова Мауї.
Згідно з гавайською традицією, вулкан отримав свою назву від хитрості, яку на сонці грав бог-демісей Мауї. Мати Мауї скаржилася, що сонце проскочило по небу так швидко, що її полотно не могло висохнути. Підманщик піднявся на вершину гори і провів сонце, відмовившись відпустити його, поки сонце не погодилося гальмувати. Щоб забезпечити його звільнення, сонце погодилося подорожувати повільніше шість місяців року.
Духовне значення гавайських вершин спричинило загрозу для інших телескопів. Протести про зростаючу астрономічну присутність на Мауна-Кеа зупинене будівництво телескопа тридцятиметрового. Іноуей не оминув опозиції. У 2015 та 2017 роках сотні протестувальників зібралися, щоб заблокувати рух транспортних засобів на вершину вершини.
Відтоді чиновники телескопа двічі на рік зустрічалися з робочою групою місцевих гавайців, яких вони мають намір привезти, щоб побачити готовий телескоп. Новий Центр наукової підтримки також був побудований у базі гори, щоб забезпечити підтримку поза його межами, і вершина залишається відкритою для місцевих гавайців, які бажають сповідувати свою релігію на її схилах.
Національна сонячна обсерваторія також склала план уроків для вчителів середніх шкіл, які висвітлюють довгу історію астрономії Гаваїв, яка була подарували місцевим вчителям у 2019 році.
"Ми змогли згладити багато суперечок", - сказав Бобольц.
- Мільйон гейзерів плазмового носика від сонця, і вчені можуть нарешті знати, чому
- NASA очікує місії для відстеження космічної погоди за допомогою невеликих супутників
- Дивіться, як сонце вилазить у дикому новому супутниковому вікні
