Діяльність Сонця, відома як "космічна погода", має значний вплив на Землю та інші планети Сонячної системи. Періодичні виверження, також відомі як сонячні спалахи, виділяють значну кількість електромагнітного випромінювання, яке може перешкоджати усьому, починаючи від супутників та повітряних подорожей до електричних мереж. З цієї причини астрофізики намагаються краще подивитися на Сонце, щоб вони могли передбачити його погодні зміни.
Це - мета 4-метрового сонячного телескопа Даніеля К. Інуе (Daniel-Inouye) (DKIST), який раніше називався Сонячним телескопом прогресивних технологій, який розташований в обсерваторії Халеакала на острові Мауї, Гаваї. Нещодавно цей споруда опублікував свої перші зображення поверхні Сонця, які розкривають небачений рівень деталізації та пропонують попередній перегляд того, що цей телескоп виявить у найближчі роки.
Ці зображення надають вид зверху на поверхню Сонця, який показує бурхливу плазму, розташовану за малюнком клітинних структур. Ці клітини є вказівкою на насильницькі рухи, які транспортують гарячу сонячну плазму з внутрішньої частини Сонця на поверхню. Цей процес, відомий як конвекція, бачить, як ця яскрава плазма піднімається на поверхню в клітинах, де вона потім охолоджується і опускається нижче поверхні в темних смугах.
Отримуючи такі види точних і чітких зображень Сонця, астрономи сподіваються, що зможуть покращити своє розуміння цього процесу, щоб вони могли передбачити різкі зміни в космічній погоді. Як пояснила директор КНР Франція Кордова:
«З того часу, як NSF почав працювати над цим наземним телескопом, ми з нетерпінням чекали перших знімків. Зараз ми можемо ділитися цими зображеннями та відеозаписами, які є найбільш детальними на сьогодні нашому сонці. Сонячний телескоп ННФ Inouye зможе скласти карту магнітних полів всередині сонячної корони, де відбуваються сонячні виверження, які можуть вплинути на життя Землі. Цей телескоп покращить наше розуміння того, що рухає космічною погодою, і в кінцевому підсумку допоможе синоптикам краще прогнозувати сонячні бурі ».
Простіше кажучи, Сонце - це зірка головної послідовності типу G (тип жовтого карлика), який існує близько 4,6 мільярдів років. Це ставить його приблизно на півдорозі свого життєвого циклу, який триватиме ще близько 5 мільярдів років. Процес самостійкого ядерного синтезу, який живить Сонце (і забезпечує все наше світло, тепло та енергію), споживає близько 5 мільйонів тонн водневого палива щосекунди.
Вся енергія, що створюється цим процесом, випромінюється в космос у всіх напрямках і сягає до самого краю Сонячної системи. З 50-х років вчені зрозуміли, що Земля знаходиться в атмосфері Сонця і що зміни її погоди мають глибокий вплив на Землю. Навіть зараз, десятиліття потому, багато про найважливіші процеси Сонця залишаються невідомими.
Метт-Маунтін - президент Асоціації університетів з досліджень астрономії, яка керує сонячним телескопом Inouye. Як він пояснив мету сонячної астрономії:
"На Землі ми можемо передбачити, чи буде дуже точно дощ у будь-якій точці світу, а космічної погоди поки ще немає. Наші прогнози відстають від наземної погоди на 50 років, якщо не більше. Нам потрібно зрозуміти основу фізики за космічною погодою, і це починається на сонці, саме це вивчить Сонячний телескоп Інуе протягом наступних десятиліть ».
Астрономи визначили, що рух плазми Сонця пов'язаний із сонячними бурями через те, що вони спричиняють скручування та заплутування ліній магнітного поля Сонця. Вимірювання та характеристика магнітного поля Сонця має вирішальне значення для визначення причин потенційно шкідливої сонячної активності - те, для чого Сонячний телескоп Inouye має унікальну кваліфікацію.
За словами Томаса Риммеле, директора сонячного телескопа Inouye, все зводиться до магнітного поля Сонця. "Щоб розгадати найбільші таємниці Сонця, ми повинні не тільки вміти чітко бачити ці крихітні структури на відстані 93 мільйонів миль, але дуже точно вимірювати їх силу та напрямок магнітного поля біля поверхні та простежувати поле, як воно поширюється на мільйон - корона, зовнішня атмосфера сонця. "
Однією з найбільших переваг, що отримується від кращого розуміння сонячної динаміки, є можливість прогнозування основних погодних подій. Наразі уряди та космічні агенції в змозі передбачити події приблизно на 48 хвилин достроково. Але завдяки дослідженню, проведеному сонячним телескопом Inouye та іншими сонячними обсерваторіями, астрономи розраховують отримати це до 48 годин.
Це дасть нам більше часу на те, щоб ці події не вибивали електромережі, критичну інфраструктуру, супутники та космічні станції. Природно, що діяльність з моніторингу Сонця не є легким завданням і пов'язана зі своєю справедливою часткою небезпек. З цієї причини сонячний телескоп Inouye використовує багато останніх подій в галузі будівництва, техніки та астрономії.
Сюди входить його дзеркало розміром 4 м (найбільше з будь-якого сонячного телескопа), адаптивна оптика для компенсації спотворень, спричинених атмосферою Землі, та незаймані умови перегляду на вершині Халейкала понад 3000 м (10 000 футів). Також телескоп покладається на кілька гарантій, щоб запобігти його перегріванню від фокусування 13 кіловат сонячної енергії від Сонця.
Це робиться за допомогою високотехнологічного металевого тору з рідким охолодженням («теплова зупинка»), який тримає більшу частину сонячного світла від головного дзеркала та охолоджувальних плит, що закривають купол і підтримують стабільну температуру навколо телескопа. Внутрішня частина обсерваторії також зберігається прохолодною, використовуючи 11,25 км (7 миль) труб охолоджуючої рідини, які частково охолоджені льодом, який накопичується протягом ночі, та внутрішніми заслінками, які забезпечують циркуляцію повітря та тінь.
"Маючи найбільшу діафрагму будь-якого сонячного телескопа, його унікальний дизайн та найсучасніший прилад, сонячний телескоп Inouye - вперше - зможе виконувати найскладніші вимірювання сонця", - сказав Ріммеле . «Після більш ніж 20 років роботи великою командою, яка займалася проектуванням та будівництвом прем’єрної сонячної дослідницької обсерваторії, ми близько до фінішної лінії. Мені дуже приємно спостерігати перші сонячні плями нового сонячного циклу, що зараз наростає цим неймовірним телескопом ".
Девід Бобольц, програмний директор відділу астрономічних наук NSF, також відповідає за контроль за будівництвом та експлуатацією об'єкта. Як він зазначив, ці зображення є лише вершиною айсберга для сонячного телескопа Inouye:
«Протягом наступних шести місяців команда вчених, інженерів та техніків Inouye продовжить випробування та введення в експлуатацію телескопа, щоб зробити його готовим до використання міжнародним науковим співтовариством у галузі сонячної енергії. Сонячний телескоп Inouye збиратиме більше інформації про наше Сонце протягом перших 5 років його життя, ніж усі сонячні дані, зібрані з моменту, коли Галілей вперше вказав телескоп на сонце в 1612 році. "
Сонячний телескоп Inouye є частиною тріо інструментів, які готові зробити революцію в сонячній астрономії в найближчі роки. До нього приєднується сонячний зонд Паркер НАСА (який в даний час обертається навколо Сонця) та Сонячний орбітатор ESA / NASA (який незабаром буде запущений). Як підсумував Валентин Піллет (директор Національної сонячної обсерваторії НСФ), час для сонячного фізика - захоплюючий час:
“Сонячний телескоп Inouye забезпечить дистанційне зондування зовнішніх шарів сонця та магнітних процесів, що відбуваються в них. Ці процеси поширюються у Сонячну систему, де місії Сонячного зонда Паркера та Сонячного орбітера вимірюють їх наслідки. Загалом вони складають справді багатопосереднє завдання, щоб зрозуміти, як зірки та їх планети магнітно пов'язані ".
