Sončeva aktivnost, znana kot "vesoljsko vreme", pomembno vpliva na Zemljo in druge planete Osončja. Občasne erupcije, znane tudi kot sončni žarki, sproščajo velike količine elektromagnetnega sevanja, ki lahko moti vse, od satelitov in zračnih potovanj do električnih omrežij. Zaradi tega se astrofiziki trudijo, da bi bolje pogledali Sonce, da bi lahko napovedali njegove vremenske vzorce.
To je namen, ki stoji za 4-metrskim (13 ft) NSF-om Danielom K. Inouye sončnim teleskopom (DKIST) - prej znan kot solarni teleskop Advanced Technology - ki se nahaja v observatoriju Haleakala na otoku Maui na Havajih. Pred kratkim je ta objekt izdal svoje prve slike Sončeve površine, ki razkrivajo neverjetno raven podrobnosti in ponujajo predogled tega, kar bo razkril ta teleskop v naslednjih letih.
Te slike omogočajo pogled od blizu na Sončevo površino, ki prikazuje burno plazmo, razporejeno po vzorcu celičnih struktur. Te celice so znak nasilnih gibov, ki prenašajo vročo sončno plazmo iz notranjosti Sonca na površje. Ta postopek, znan kot konvekcija, opazi, da se ta svetla plazma dvigne na površino v celicah, kjer se nato ohladi in potone pod površino v temnih pasovih.
S pridobitvijo tovrstnih natančnih in jasnih slik Sonca astronomi upajo, da bodo lahko izboljšali svoje razumevanje tega procesa, da bodo lahko napovedali nenadne spremembe vesoljskega vremena. Kot je pojasnila direktorica NSF France Córdova:
"Odkar je NSF začel delati na tem zemeljskem teleskopu, smo nestrpno pričakovali prve slike. Zdaj lahko delimo te slike in videoposnetke, ki so najbolj podrobni o našem soncu doslej. Sončev teleskop Inouye NSF bo lahko preslikal magnetna polja znotraj sončne korone, kjer se lahko pojavijo sončni izbruhi, ki lahko vplivajo na življenje na Zemlji. Ta teleskop bo izboljšal naše razumevanje, kaj poganja vesoljsko vreme in na koncu pomagal napovedovalcem, da bolje napovedujejo sončne nevihte. "
Povedano povedano, Sonce je zvezda glavnega zaporedja tipa G (rumeni pritlikavec), ki obstaja že približno 4,6 milijarde let. To ga postavlja na polovico njegovega življenjskega cikla, ki bo trajal približno 5 milijard let. Proces samostojne jedrske fuzije, ki napaja Sonce (in zagotavlja vso našo svetlobo, toploto in energijo), porabi približno 5 milijonov ton vodikovega goriva vsako sekundo.
Vsa energija, ustvarjena s tem postopkom, seva v vesolje v vseh smereh in sega do samega roba Osončja. Od petdesetih let prejšnjega stoletja so znanstveniki razumeli, da Zemlja prebiva v sončni atmosferi in da spremembe v vremenu močno vplivajo na Zemljo. Tudi zdaj, desetletja pozneje, je o najpomembnejših procesih Sonca še vedno veliko neznanih.
Matt Mountain je predsednik Združenja univerz za raziskave astronomije, ki upravlja s sončnim teleskopom Inouye. Kot je pojasnil cilj sončne astronomije:
"Na Zemlji lahko napovemo, ali bo zelo natančno deževalo kjer koli na svetu zelo natančno in vesoljskega vremena še ni. Naše napovedi zaostajajo za kopenskim vremenom za 50 let, če ne več. Kar potrebujemo, je, da dojamemo osnovno fiziko za vesoljsko vreme, in to se začne pri soncu, kar bo proučeval sončni teleskop Inouye v naslednjih desetletjih. "
Astronomi so ugotovili, da je gibanje Sončeve plazme povezano s sončnimi nevihtami zaradi tega, ker povzročajo, da se Sončeve magnetne polja zvijajo in zapletajo. Merjenje in karakterizacija Sončevega magnetnega polja je ključnega pomena za določitev vzrokov potencialno škodljive sončne aktivnosti - nekaj, za kar je Inouye sončni teleskop edinstveno usposobljen.
Po besedah Thomasa Rimmeleja, direktorja sončnega teleskopa Inouye, se vse skupaj spušča na Sončevo magnetno polje. "Da bi razvozlali največje skrivnosti sonca, moramo biti ne samo sposobni jasno videti te drobne strukture oddaljene 93 milijonov milj, ampak zelo natančno izmeriti njihovo jakost in smer magnetnega polja v bližini površine in slediti polju, ko sega v milijon - korona, zunanja atmosfera sonca. "
Ena največjih koristi, ki jo prinaša boljše razumevanje sončne dinamike, je sposobnost napovedovanja večjih vremenskih dogodkov. Trenutno vlade in vesoljske agencije lahko predvidijo dogodke približno 48 minut pred časom. Toda zahvaljujoč raziskavi, ki jo izvajajo sončni teleskop Inouye in drugi sončni observatoriji, astronomi pričakujejo, da bodo to dosegli do 48 ur.
S tem bi dobili več časa, da zagotovimo, da ti dogodki ne bodo izločili električnih omrežij, kritične infrastrukture, satelitov in vesoljskih postaj. Seveda spremljanje Sonca ni lahka naloga in je s svojim poštenim deležem nevarnosti. Zaradi tega solarni teleskop Inouye uporablja številne novejše razvojne dosežke na področju gradbeništva, inženiringa in astronomije.
To vključuje 4 m (13 ft) zrcalo (največje od katerega koli sončnega teleskopa), prilagodljivo optiko za izravnavo izkrivljanja, ki ga povzroča Zemljina atmosfera, in neokrnjene pogoje gledanja na vrhu Haleakale, več kot 3000 m (10 000 ft) na vrhu. Teleskop se prav tako opira na več zaščitnih ukrepov, ki preprečujejo, da bi se s fokusiranjem 13 kilovatov sončne energije s sonca ne pregrel.
To se izvede s pomočjo visokotehnološkega kovinskega tora, ki je hladen s tekočino ("toplotna zaustavitev"), ki večino sončne svetlobe oddalji od glavnega ogledala in hladilnih plošč, ki pokrivajo kupolo in ohranjajo stabilnost temperature okoli teleskopa. Notranjost opazovalnice je ohranjena tudi s pomočjo 11,25 km (7 milj) hladilnih cevi, ki so delno ohlajene zaradi ledu, ki se nabira ponoči, in notranjih polk, ki zagotavljajo kroženje zraka in senco.
"Z največjo odprtino katerega koli sončnega teleskopa, njegovo edinstveno zasnovo in najsodobnejšim instrumentom bo Inouye sončni teleskop - prvič - lahko izvajal najbolj zahtevne meritve sonca," je dejal Rimmele . »Po več kot 20 letih dela velike ekipe, ki se je posvetila načrtovanju in izgradnji vrhunskega sončnega raziskovalnega observatorija, smo že blizu ciljne črte. Izjemno sem navdušen, da bom lahko opazoval prve sončne žarke novega sončnega cikla, ki se ravno zdaj dvigajo s tem neverjetnim teleskopom. "
David Boboltz, programski direktor oddelka za astronomske znanosti NSF, je tudi odgovoren za nadziranje gradnje in obratovanja objekta. Kot je navedel, so te slike le vrh ledene gore za sončni teleskop Inouye:
"V naslednjih šestih mesecih bo ekipa znanstvenikov, inženirjev in tehnikov Inouye teleskopa nadaljevala s testiranjem in zagonom teleskopa, da ga bo mednarodna skupnost za sončno tehnologijo pripravila za uporabo. Sončni teleskop Inouye bo zbral več informacij o našem soncu v prvih petih letih njegove življenjske dobe kot vsi sončni podatki, zbrani odkar je Galileo prvič pokazal teleskop na sonce leta 1612. "
Solarni teleskop Inouye je del tria instrumentov, ki so v naslednjih letih pripravljeni za revolucijo sončne astronomije. Pridružita se ji NASA-ina sončna sonda Parker (ki trenutno kroži proti Soncu) in sončni orbiter ESA / NASA (ki se bo kmalu začela). Kot je povzel Valentin Pillet (direktor Nacionalnega sončnega observatorija NSF), je vznemirljiv čas biti sončni fizik:
„Sončni teleskop Inouye bo zagotavljal daljinsko zaznavanje zunanjih sončnih plasti in magnetnih procesov, ki se v njih dogajajo. Ti procesi se širijo v osončje, kjer bosta misiji Parker Solar in Solar Orbiter merili njihove posledice. Skupaj predstavljajo resnično večsrečno podjetje, ki razume, kako so zvezde in njihovi planeti magnetno povezani. "
