Verdens største solteleskop producerer aldrig-før-set billede af vores stjerne

Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST), verdens største solteleskop, tog sit første billede af solen -det højeste opløsning af vores stjerne til dato-sidste måned.



Billedet begynder, hvad forskere håber vil være en næsten 50-årig undersøgelse af Jordens vigtigste stjerne. De nye billeder afslører små magnetiske strukturer i utrolige detaljer. Efterhånden som byggeriet på det 4 meter lange teleskop snor sig ned på toppen af ​​Haleakala på Hawaii-øen Maui, vil flere af teleskopets instrumenter begynde at komme online, hvilket øger dets evne til at kaste lys over den aktive sol.



Inouyes unikke opløsning og følsomhed gør det muligt for den første gang at undersøge solens magnetfelt, da den studerer de aktiviteter, der driver rumvejr i Jordens nabolag. Ladede partikler, der kaster sig fra solen, kan forstyrre Jordens mekaniske satellitter, elnet og kommunikationsinfrastruktur. Det nye teleskop vil også dykke ned i et af de mest kontraintuitive solmysterier: hvorfor solens corona eller ydre lag er varmere end dens synlige overflade.

'Dette er billeder og film med den højeste opløsning af soloverfladen, der nogensinde er taget,' sagde Inouye-direktør Thomas Rimmele under et pressemøde fredag ​​(24. januar). 'Indtil nu har vi lige set toppen af ​​isbjerget.'



Relaterede: Hvad er der inde i solen? En stjernetur indefra

Daniel K. Inouye solteleskop

Daniel K. Inouye solteleskopets første offentliggjorte billede af solen er det højeste opløsning af vores stjerne til dato.(Billedkredit: NSO/NSF/AURA)



'En schweizisk hærkniv'

Byggeriet begyndte på Inouye Solar Telescope i 2012. Siden da har teleskopet været på budget og efter planen, ifølge Dave Boboltz, programdirektør for National Science Foundation Astronomy Division.

Teleskopet tog det nyligt frigivne billede, som er dets første teknikbillede, den 10. december 2019, men observatoriet er endnu ikke færdigt. Kun et enkelt instrument, Visible Broadband Imager (VBI), var operationelt på det tidspunkt. VBI tager ekstremt højopløselige billeder af soloverfladen og lavere atmosfære.

Observatoriets andet instrument, det synlige spektro-polarimeter (VISP), startede driften torsdag (23. januar). Ligesom et prisme deler VISP lys i dets komponentfarver for at give præcise målinger af dets egenskaber langs flere bølgelængder. De resterende instrumenter tændes, mens byggeriet fortsætter på den 13-etagers bygning, med fuld drift planlagt til at begynde i juli 2020.



'Vi er nu i slutspurten af ​​et meget langt marathon,' sagde Rimmele.

De første lysbilleder, der er taget, er et falsk farvebillede af solen. Fordi bygningen stadig er under opførelse, blev billederne kun behandlet, men ikke analyseret for videnskabelige resultater. Rimmele sagde imidlertid, at de magnetiske strukturer, der tidligere optrådte i solbilleder som enkelte lyspunkter, nu er synlige som flere mindre strukturer, hvilket giver et fingerpeg om det nye solteleskops muligheder.

Det næste instrument, der vil blive leveret til topmødet, er Cryogenic Near Infrared Spectra-Polarimeter, som vil undersøge solatmosfæren ved infrarøde bølgelængder for at undersøge magnetfelter i solens corona over et stort synsfelt. Kort tid efter kommer Diffraction Limited Near Infrared Spectrom-Polarimeter, der til sidst anvender optiske fibre til at indsamle spektrale data på hvert punkt i et todimensionelt solbillede, så det samtidig kan måle rumlig og spektral information. Det sidste instrument, det synlige tunable filter, vil fange meget højopløselige billeder af solen, mens der udføres højhastigheds-scanninger af lyset, der kan identificere atomer og molekyler.

Inouye er beregnet til at fungere i 44 år, hvilket skal dække to af solens fulde 22-årige solcyklusser. Dens pakke af instrumenter vil sandsynligvis ændre sig over tid.

'Den virkelige kraft i Inouye Solar Telescope er dens fleksibilitet, dens opgraderbarhed,' sagde Boboltz. 'Det er som at have en schweizisk hærkniv til at studere solen.'

Et nærbillede af solteleskopet

Et nærbillede af solteleskopets første offentliggjorte billede.(Billedkredit: NSO/NSF/AURA)

Solar solver

Solen kaster konstant materiale ud i rummet i alle retninger. Denne igangværende solvind interagerer med Jordens magnetfelt og forårsager aurorerne.

Andre udbrud er mere dramatiske. Lejlighedsvis vil solen spytte store bidder af plasma og partikler kendt som koronale masseudstødninger (CME'er); hvis disse når Jorden, kan de påvirke satellitter og strømnet, hvor de mest kraftfulde forårsager blackout. En af de mest kendte moderne katastrofer skete i 1989, da en geomagnetisk storm ramte Quebec og udløste en ni timers blackout over det canadiske område. Undersøgelser har sat omkostningerne ved en udbredt blackout fra titals milliarder til billioner dollars afhængigt af omstændighederne.

Sådanne virkninger kan blive mere alvorlige. 'Vores voksende afhængighed af teknologi øger vores sårbarhed over for rumvejr i høj grad,' sagde Boboltz.

Virkningerne kan være små, men ødelæggende. I september 2017, da en trio orkaner avancerede over Caribien, forårsagede solblusser flere radioafbrydelser på den solbelyste side af Jorden. Flere radioafbrydelser stoppede kommunikationen i den farlige tid, nogle gange så længe som 8 timer.

'En naturligt forekommende begivenhed på Jorden og en naturlig begivenhed på solen, når den kombineres, udgør en meget større trussel mod vores samfund,' sagde National Science Foundation -direktør Valentin Pillet under pressemødet.

En infografik viser omfanget af de funktioner, der er taget i det nyligt udgivne billede.

En infografik viser omfanget af de funktioner, der er taget i det nyligt udgivne billede.(Billedkredit: NSO/NSF/AURA)

Inouye -teleskopet skal give astronomer mulighed for at lære mere om, hvad der driver rumvejr. Denne forståelse kan hjælpe med at fremskynde forudsigelser for de mest ekstreme hændelser, hvilket giver mulighed for et hurtigere svar i farlige situationer.

Inouye vil ikke handle alene for at opnå dette. 'For virkelig at forstå driverne og virkningen af ​​rumvejr skal vi bruge to komplementære tilgange,' sagde Pillet. Inouye vil håndtere den første og foretage dybdegående observationer af solens magnetiske overflade.

Den anden tilgang kræver, at rumfartøjer sendes tæt på solen.

NASA'er Parker Solar Probe lanceret i 2018 og vil komme inden for 4 millioner miles (6 millioner kilometer) ved sin nærmeste tilgang til stjernen. I februar lancerer NASA og European Space Agency Solar Orbiter , en mission dedikeret til at studere solens heliosfære, boblen af ​​ladede partikler blæst ud i rummet af solvinden.

Trioen er 'meget komplementære på forskellige måder', sagde Pillet. Mens Inouye vil give et detaljeret kig på solens magnetfelt, vil rummissionerne placere sine observationer i kontekst med solaktivitet og solvejr.

Sammen 'vil de være på forkant med opdagelsen i det næste halve århundrede,' sagde Pillet. 'Det er virkelig et godt tidspunkt at være solastronom,' sagde han.

'Solens hus'

Haleakala, hawaiisk for 'House of the Sun', virker som den ideelle ramme for et solteleskop. Verdensberømt for sine spektakulære solopgange modtager den sovende vulkan ca. 15 minutter mere dagslys end havniveauet på øen Maui.

Ifølge hawaiisk tradition tog vulkanen sit navn fra et trick, der spilles på solen af ​​demiguden Maui. Mauis mor klagede over, at solen skyndte sig over himlen så hurtigt, at hendes klud ikke kunne tørre. Trickeren klatrede til toppen af ​​bjerget og lassoede solen og nægtede at frigive den, indtil solen gik med til at bremse. For at sikre sin løsladelse accepterede solen at rejse langsommere for seks måneder af året .

Den åndelige betydning af hawaiianske toppe har skabt kaos for andre teleskoper. Protester om den voksende astronomiske tilstedeværelse på Mauna Kea har standset konstruktionen af ​​det tredive meter teleskop. Inouye undslap ikke modstand. I 2015 og 2017 samledes hundredvis af demonstranter for at forhindre anlægskøretøjer i at rejse til toppen af ​​toppen.

Siden har teleskopets embedsmænd to gange om året mødtes med en arbejdsgruppe af indfødte hawaiianere, som de agter at bringe for at se det færdige teleskop. Et nyt Science Support Center blev også bygget ved bunden af ​​bjerget for at yde støtte uden for stedet, og toppen er stadig åben for indfødte hawaiiere, der ønsker at udøve deres religion på skråningerne.

National Solar Observatory har også sammensat et sæt lektionsplaner for mellemskolelærere, der fremhæver Hawaii's lange astronomihistorie, der var præsenteret for lokale lærere i 2019.

'Vi har kunnet udjævne en masse af den påstand,' sagde Boboltz.

Følg Nola videre Facebook og på Twitter kl @NolaTRedd . Følg os på Twitter @Spacedotcom og på Facebook .