Sončni teleskop Daniel K. Inouye (DKIST), največji sončni teleskop na svetu, je posnel svojo prvo sliko sonce - slika najvišje ločljivosti naše zvezde do zdaj - prejšnji mesec.
Podoba se začne, za kar znanstveniki upajo, da bo skoraj 50-letna študija najpomembnejše Zemlje. Nove slike razkrivajo majhne magnetne strukture v neverjetnih podrobnostih. Gradnja na 4-metrskem teleskopu navzdol piha na vrh Haleakala na havajskem otoku Maui, več instrumentov teleskopa bo začelo prihajati na spletu, kar bo povečalo njegovo sposobnost, da osvetli aktivno svetlobo.
Edinstvena ločljivost in občutljivost Inouyeja bo omogočila, da prvič preizkuša sončno magnetno polje, ko preučuje dejavnosti, ki poganjajo vesoljsko vreme v soseski Zemlje. Napolnjeni delci, izločeni od sonca, lahko motijo zemeljske mehanske satelite, električna omrežja in komunikacijsko infrastrukturo. Novi teleskop se bo poglobil tudi v eno najbolj kontratuktivnih sončnih skrivnosti: zakaj sončna koronaali zunanja plast je bolj vroča od svoje vidne površine.
"To so slike in filmi sončne površine z najvišjo ločljivostjo, ki so bili kdajkoli posneti," je na tiskovni konferenci v petek (24. januarja) dejal režiser Inouye Thomas Rimmele. "Do zdaj smo šele videli vrh ledene gore."
"Švicarski vojski nož"
Gradnja se je na sončnem teleskopu Inouye začela leta 2012. Od takrat je teleskop ostal v proračunu in po načrtu, je povedal Dave Boboltz, programski direktor Nacionalne znanstvene fundacije za astronomijo.
Teleskop je novo decembrsko sliko, ki je njegova prva inženirska slika, posnel 10. decembra 2019, vendar opazovalnica še ni končana. Takrat je deloval le en instrument, vidni širokopasovni imager (VBI). VBI slika izjemno visoke ločljivosti sončne površine in nižje atmosfere.
Drugi instrument opazovalnice, vidni spektropolarimeter (VISP), je začel delovati v četrtek (23. januarja). Tako kot prizma tudi VISP razdeli svetlobo na svoje sestavne barve in tako zagotovi natančne meritve svojih lastnosti po več valovnih dolžinah. Preostali instrumenti se bodo vklopili, ko se bo gradnja na 13-nadstropni stavbi nadaljevala, polni posegi pa naj bi se začeli julija 2020.
"Zdaj smo v finalnem šprintu zelo dolgega maratona," je dejal Rimmele.
Prve zajete svetlobne slike so lažna barvna slika sonca. Ker je zgradba še v gradnji, so bile slike le obdelane, ne pa analizirane zaradi znanstvenih rezultatov. Vendar je Rimmele dejal, da magnetne strukture ki so se prej pojavljale na sončnih slikah kot enotne svetle točke, so zdaj vidne kot več manjših struktur, kar namiguje na zmogljivosti novega solarnega teleskopa.
Naslednji instrument, ki bo dostavljen na vrh, bo kriogeni bližnji infrardeči spektralno-polarimeter, ki bo preučeval sončno atmosfero pri infrardečih valovnih dolžinah, da bi lahko preverjal magnetna polja v sončni koroni na velikem vidnem polju. Kmalu zatem bo prišel difrakcijski omejeni bližji infrardeči spektrom-polarimeter, ki bo s pomočjo optičnih vlaken za zbiranje spektralnih podatkov na vsaki točki dvodimenzionalne sončne slike omogočil sočasno merjenje prostorskih in spektralnih informacij. Končni instrument, vidni nastavljivi filter, bo zajemal slike sonca z visoko ločljivostjo, medtem ko bo izvajal skeniranje hitrosti svetlobe, ki lahko prepozna atome in molekule.
Inouye naj bi deloval 44 let, kar bi moralo zajeti dva od polnih 22 let sonca sončni cikli. Nabor instrumentov se bo verjetno sčasoma spremenil.
"Resnična moč v sončnem teleskopu Inouye je njegova prilagodljivost, njegova nadgradljivost," je dejal Boboltz. "To je tako kot imeti švicarski vojski nož za preučevanje sonca."
Solarni reševalec
Sonce ves čas v vse smeri odvaja material v vesolje. Ta nenehni sončni veter vpliva na Zemljino magnetno polje in povzroča aurore.
Drugi izpadi so bolj dramatični. Občasno bo sonce izpustilo velike koščke plazme in delcev, znanih kot izmetje koronalne mase (CME); če te dosežejo Zemljo, lahko vplivajo na satelite in električna omrežja, pri čemer najmočnejši povzročijo izpadi. Ena najbolj znanih sodobnih katastrof se je zgodila leta 1989, ko je geomegnetna nevihta prizadela Quebec, ki je sprožilo deveturno zatemnitev čez kanadsko ozemlje. Študije so določile stroške širokega osipa desetine milijard do bilijoni dolarjev, odvisno od okoliščin.
Takšni učinki bi lahko postali hujši. "Naša vse večja odvisnost od tehnologije močno poveča našo ranljivost za vesoljsko vreme," je dejal Boboltz.
Učinki so lahko majhni, vendar uničujoči. Septembra 2017 so se kot trio orkanov, ki so napredovali po Karibih, sprožili sončni žarki več radijskih izklopov na sončni strani Zemlje. Večkratni izklopi radia so prekinili komunikacijo v nevarnem času, včasih tudi za 8 ur.
"Naravno dogajanje na Zemlji in naravni dogodek na soncu, če sta združena, predstavljata veliko večjo grožnjo za našo družbo," je na novinarski konferenci dejal direktor Nacionalne znanstvene fundacije Valentin Pillet.
Teleskop Inouye naj bi astronomom omogočil, da izvedejo več o tem, kaj poganja vesoljsko vreme. To razumevanje lahko pomaga predvideti hitrost za najbolj ekstremne dogodke, kar omogoča hitrejše odzivanje v nevarnih situacijah.
Inouye ne bo ukrepal sam, da bi to dosegel. "Da bi resnično razumeli voznike in vpliv vesoljskega vremena, moramo uporabiti dva komplementarna pristopa," je dejal Pillet. Inouye bo poskrbel prvi, s poglobljenimi opazovanji magnetne površine sonca.
Drugi pristop zahteva pošiljanje vesoljskih plovil blizu sonca.
Nasine Parkerjeva solarna sonda lansiran leta 2018 in bo na najbližjem približevanju zvezdi dosegel največ 6 milijonov kilometrov. Februarja bosta NASA in Evropska vesoljska agencija lansirali letališče Sončni orbiter, misija, namenjena preučevanju sončne heliosfere, mehurčka nabitih delcev, ki ga sončni veter odpihne v vesolje.
Trio se "zelo dopolnjuje na različne načine," je dejal Pillet. Medtem ko bo Inouye podrobno pregledal sončno magnetno polje, bodo vesoljske misije svoja opažanja postavile v kontekst sončne aktivnosti in sončnega vremena.
Skupaj "bodo v ospredju odkritja v naslednjih pol stoletja," je dejal Pillet. "Res je pravi čas, da si sončni astronom," je dejal.
"Hiša sonca"
Haleakala, havajska za "Hišo sonca", se zdi idealna nastavitev za sončni teleskop. Svetovno znan po spektakularnih sončnih vzhodih, mirujoči vulkan prejme približno 15 minut več dnevne svetlobe kot del morskega dela otoka Maui.
Po havajski tradiciji je vulkan dobil ime po triku, ki ga je na soncu igral demi-bog Maui. Mauijeva mati se je pritožila, da je sonce brzelo po nebu tako hitro, da se njena krpa ni mogla posušiti. Nagajivalec se je povzpel na vrh gore in posodil sonce, noče ga izpustiti, dokler se sonce ni strinjalo, da bo upočasnilo. Da bi zagotovili njegovo izpustitev, se je sonce strinjalo, da bo potovalo počasneje šest mesecev v letu.
Duhovni pomen havajskih vrhov je povzročil pustoš za druge teleskope. Protesti o naraščajoči astronomski prisotnosti na Mauna Kea ustavljena gradnja tridesetmetrskega teleskopa. Inouye se ni izognil opoziciji. V letih 2015 in 2017 se je zbralo na stotine protestnikov, da bi blokirali gradbena vozila s potovanja do vrha vrha.
Od takrat se uradniki teleskopa dvakrat letno srečujejo z delovno skupino domorodnih Havajev, ki jih nameravajo pripeljati na ogled končnega teleskopa. Na dnu gore je bil zgrajen tudi nov znanstveni podporni center za zagotavljanje podpore zunaj kraja, vrh pa ostaja odprt za domače Havaje, ki želijo na svojih pobočjih prakticirati svojo vero.
Nacionalni sončni observatorij je sestavil tudi sklop učnih načrtov za učitelje srednjih šol, ki poudarjajo dolgo zgodovino Havajev astronomije, ki je bila predstavljena lokalnim učiteljem v letu 2019.
"To trditev smo že lahko izravnali," je dejal Boboltz.
- Milijon gejzirjev iz plazme izloča sonce in znanstveniki morda končno vedo, zakaj
- Nasina misija je za spremljanje vesoljskih vremenskih groženj z majhnimi sateliti
- Oglejte si, kako sonce odhaja v divjem novem satelitskem pogledu
