Activitatea Soarelui, cunoscută sub denumirea de „vreme spațială”, are un efect semnificativ asupra Pământului și a celorlalte planete ale Sistemului Solar. Erupțiile periodice, cunoscute și sub denumirea de raze solare, eliberează cantități considerabile de radiații electromagnetice, care pot interfera cu orice, de la sateliți și deplasarea aerului la rețelele electrice. Din acest motiv, astrofizicienii încearcă să arunce o privire mai bună asupra Soarelui, astfel încât să poată prezice modelele meteorologice ale acestuia.
Acesta este scopul din spatele telescopului solar Daniel K. Inouye (DKIST) de 4 metri (NSF) - cunoscut anterior sub numele de Advanced Technology Solar Telescope - care se află la Observatorul Haleakala de pe insula Maui, Hawaii. Recent, această instalație a lansat primele imagini ale suprafeței Soarelui, care dezvăluie un nivel de detaliu fără precedent și oferă o previzualizare a ceea ce va dezvălui acest telescop în următorii ani.
Aceste imagini oferă o vedere de aproape a suprafeței Soarelui care arată plasma turbulentă aranjată într-un model de structuri asemănătoare celulelor. Aceste celule sunt un indiciu al mișcărilor violente care transportă plasma solară fierbinte din interiorul Soarelui la suprafață. Acest proces, cunoscut sub numele de convecție, vede această plasmă luminoasă să se ridice la suprafață în celule, unde apoi se răcește și se scufundă sub suprafață, pe benzi întunecate.
Obținând aceste tipuri de imagini precise și clare ale Soarelui, astronomii speră să poată îmbunătăți înțelegerea acestui proces, astfel încât să poată prezice schimbări bruște ale vremii spațiale. După cum a explicat France Córdova, directorul FSN:
„De când NSF a început să lucreze la acest telescop la sol, am așteptat cu nerăbdare primele imagini. Acum putem împărtăși aceste imagini și videoclipuri, care sunt cele mai detaliate ale soarelui nostru până în prezent. Telescopul solar Inouye de la NSF va putea cartografia câmpurile magnetice din corona soarelui, unde apar erupții solare care pot afecta viața pe Pământ. Acest telescop va îmbunătăți înțelegerea noastră despre ceea ce conduce vremea spațială și, în cele din urmă, va ajuta predatorii să prezice mai bine furtunile solare. "
Pe scurt, Soarele este o stea de secvență principală de tip G (pitic galben) care există de aproximativ 4,6 miliarde de ani. Acest lucru îl situează la jumătatea ciclului său de viață, care va dura aproximativ 5 miliarde de ani. Procesul de fuziune nucleară auto-susținută care alimentează Soarele (și furnizează toată lumina noastră, căldura și energia) consumă aproximativ 5 milioane de tone de hidrogen combustibil în fiecare secundă.
Toată energia creată de acest proces radiază în spațiu în toate direcțiile și ajunge până la marginea sistemului solar. Începând cu anii 1950, oamenii de știință au înțeles că Pământul se află în atmosfera Soarelui și că schimbările vremii sale au un impact profund asupra Pământului. Chiar și acum, zeci de ani mai târziu, există multe despre procesele vitale ale Soarelui care rămân necunoscute.
Matt Mountain este președintele Asociației Universităților de Cercetare în Astronomie, care administrează Telescopul solar Inouye. În timp ce el a explicat scopul astronomiei solare:
„Pe Pământ, putem prezice dacă va ploua aproape oriunde în lume foarte exact, iar vremea spațială nu este încă acolo. Previziunile noastre rămân în urma vremii terestre cu 50 de ani, dacă nu mai mult. Ceea ce avem nevoie este să înțelegem fizica care stă la baza vremii spațiale, iar acest lucru pornește de la soare, ceea ce va studia Telescopul solar Inouye în următoarele decenii. ”
Astronomii au stabilit că mișcarea plasmei Soarelui este legată de furtunile solare din cauza modului în care acestea provoacă răsucirea și încâlcirea liniilor de câmp magnetic ale Soarelui. Măsurarea și caracterizarea câmpului magnetic al Soarelui este crucială pentru a determina cauzele activității solare potențial dăunătoare - ceva pentru care Telescopul solar Inouye este calificat în mod unic.
Potrivit lui Thomas Rimmele, directorul Telescopului Inouye, totul coboară până la câmpul magnetic al Soarelui. „Pentru a descoperi cele mai mari mistere ale soarelui, trebuie să nu putem doar să vedem în mod clar aceste structuri minuscule de la 93 de milioane de mile, ci să măsurăm foarte precis rezistența și direcția câmpului lor magnetic aproape de suprafață și să urmărească câmpul pe măsură ce se extinde în milioane. -degree corona, atmosfera exterioară a soarelui. ”
Unul dintre cele mai mari beneficii care rezultă dintr-o mai bună înțelegere a dinamicii solare este capacitatea de a prezice evenimente meteorologice majore. În prezent, guvernele și agențiile spațiale sunt capabile să anticipeze evenimentele cu aproximativ 48 de minute înainte. Dar, datorită cercetărilor efectuate de Telescopul solar Inouye și alte observatorii solare, astronomi se așteaptă să obțină acest lucru până la 48 de ore.
Acest lucru ne-ar oferi mai mult timp pentru a ne asigura că aceste evenimente nu vor elimina rețelele electrice, infrastructura critică, sateliții și stațiile spațiale. Desigur, activitatea de monitorizare a Soarelui nu este o sarcină ușoară și vine cu partea sa corectă de pericole. Din acest motiv, Telescopul solar Inouye folosește multe dezvoltări recente în materie de construcție, inginerie și astronomie.
Aceasta include oglinda sa de 4 m (cea mai mare a oricărui telescop solar), optica adaptivă pentru a compensa distorsiunea cauzată de atmosfera Pământului și condițiile de vizionare curată de pe vârful Haleakala de peste 3000 m (10.000 ft). Telescopul se bazează, de asemenea, pe mai multe protecții pentru a se asigura că nu se supraîncălzește de la focalizarea a 13 kilowati de energie solară de la Soare.
Acest lucru se realizează printr-un tors metalic cu răcire lichidă de înaltă tehnologie („oprirea căldurii”) care ține cea mai mare parte a luminii solare departe de oglinda principală și plăcile de răcire care acoperă cupola și mențin temperaturile stabile în jurul telescopului. Interiorul observatorului este, de asemenea, păstrat la rece folosind 11,25 km (7 mi) de țevi de răcire, care sunt parțial răcite de gheața care se acumulează în timpul nopții și obloane interioare care asigură circulația aerului și umbra.
„Cu cea mai mare deschidere a oricărui telescop solar, designul său unic și instrumentația de ultimă generație, Inouye Solar Telescope - pentru prima dată - va putea efectua cele mai provocatoare măsurători ale soarelui”, a spus Rimmele. . „După mai bine de 20 de ani de muncă de către o echipă numeroasă dedicată proiectării și construirii unui observator de cercetare solară premier, suntem aproape de linia de sosire. Sunt extrem de încântat să fiu poziționat pentru a observa primele pete de soare ale noului ciclu solar, acum acum acumulând acest incredibil telescop. "
David Boboltz, director de program în Divizia de Științe Astronomice a NSF, este, de asemenea, responsabil pentru supravegherea construcției și operațiunilor instalației. După cum a indicat, aceste imagini sunt doar vârful aisbergului pentru Telescopul Inouye:
„În următoarele șase luni, echipa telescopului Inouye de oameni de știință, ingineri și tehnicieni va continua testarea și punerea în funcțiune a telescopului pentru a-l pregăti pentru utilizare de către comunitatea științifică solară internațională. Telescopul solar Inouye va colecta mai multe informații despre soarele nostru în primii 5 ani ai vieții sale decât toate datele solare colectate de când Galileo a indicat pentru prima dată un telescop la soare în 1612. "
Telescopul solar Inouye face parte dintr-un trio de instrumente care sunt în măsură să revoluționeze astronomia solară în următorii ani. La aceasta se adaugă Parker Solar Probe NASA (care orbitează în prezent la Soare) și ESA / NASA Solar Orbiter (care va fi lansat în curând). După cum a sintetizat Valentin Pillet (directorul Observatorului Național al Sănătății NSF), este un moment interesant să fii fizician solar:
„Telescopul solar Inouye va asigura teledetecția straturilor exterioare ale soarelui și procesele magnetice care apar în ele. Aceste procese se propagă în sistemul solar unde misiunile Parker Solar Probe și Solar Orbiter își vor măsura consecințele. În total, ele constituie o întreprindere cu adevărat multi-mesagerie pentru a înțelege modul în care stelele și planetele lor sunt conectate magnetic. "
