NSFs nyeste solteleskop producerer de første billeder, mest detaljerede billeder af solen

Netop udgivet første billeder fra National Science Foundations Daniel K. Inouye Solar Telescope afslører hidtil usete detaljer af solens overflade og forhåndsviser de verdensklasse produkter, der kommer fra dette fremragende 4-meter solteleskop. NSF's Inouye Solar Telescope vil muliggøre en ny æra af solvidenskab og et spring fremad i forståelsen af ​​solen og dens indvirkning på vores planet.

Aktivitet i solen, kendt som rumvejr, kan påvirke systemer på Jorden. Magnetiske udbrud på solen kan påvirke flyrejser, afbryde satellitkommunikation og ødelægge elnet, forårsager langvarige strømafbrydelser og deaktiverer teknologier såsom GPS.

Dette første billede fra NSF's Inouye Solar Telescope viser et nærbillede af solens overflade, som kan give vigtige detaljer for videnskabsmænd. Billedet viser et mønster af turbulent "kogende" plasma, der dækker hele solen. De cellelignende strukturer - hver på størrelse med Texas - er signaturen på voldsomme bevægelser, der transporterer varme fra indersiden af ​​solen til dens overflade. Det varme solplasma stiger i de lyse centre af "celler, " afkøles og synker derefter ned under overfladen i mørke baner i en proces kendt som konvektion. (Se video tilgængelig med denne pressemeddelelse.)

"Siden NSF begyndte arbejdet på dette jordbaserede teleskop, vi har spændt ventet på de første billeder, " sagde France Córdova, NSF direktør. "Vi kan nu dele disse billeder og videoer, som er de mest detaljerede af vores sol til dato. NSF's Inouye Solar Telescope vil være i stand til at kortlægge magnetfelterne i solens korona, hvor der opstår soludbrud, der kan påvirke livet på Jorden. Dette teleskop vil forbedre vores forståelse af, hvad der driver rumvejret og i sidste ende hjælpe prognosemagere med bedre at forudsige solstorme."

Belyser, hvad vi ved om vores nærmeste stjerne

Solen er vores nærmeste stjerne - en gigantisk atomreaktor, der brænder omkring 5 millioner tons brintbrændstof hvert sekund. Det har den gjort i omkring 5 milliarder år og vil fortsætte i de øvrige 4,5 milliarder år af sin levetid. Al den energi stråler ud i rummet i alle retninger, og den lille del, der rammer Jorden, gør livet muligt. I 1950'erne, forskere fandt ud af, at en solvind blæser fra solen til kanterne af solsystemet. De udledte også for første gang, at vi lever inde i denne stjernes atmosfære. Men mange af solens mest vitale processer fortsætter med at forvirre videnskabsmænd.

"På jorden, vi kan forudsige, om det kommer til at regne stort set overalt i verden meget præcist, og rumvejret er der bare ikke endnu, " sagde Matt Mountain-præsident for Association of Universities for Research in Astronomy, som styrer Inouye Solar Telescope. "Vores forudsigelser halter bagud med terrestrisk vejr med 50 år, hvis ikke mere. Det, vi har brug for, er at forstå den underliggende fysik bag rumvejr, og dette starter ved solen, hvilket er, hvad Inouye Solar Telescope vil studere i løbet af de næste årtier."

Solens magnetiske felter bliver konstant snoet og viklet sammen af ​​bevægelserne fra solens plasma. Snoede magnetfelter kan føre til solstorme, der kan påvirke vores teknologiafhængige moderne livsstil negativt. Under orkanen Irma i 2017, National Oceanic and Atmospheric Administration rapporterede, at en samtidig rumvejrhændelse bragte radiokommunikation, der blev brugt af første responders, ned. luftfart og maritime kanaler i otte timer den dag, orkanen gik i land.

Fint at løse disse små magnetiske funktioner er centralt for, hvad der gør Inouye Solar Telescope unikt. Det kan måle og karakterisere solens magnetfelt mere detaljeret end nogensinde set før og bestemme årsagerne til potentielt skadelig solaktivitet.

"Det handler om magnetfeltet, sagde Thomas Rimmele, direktør for Inouye Solar Telescope. "For at opklare solens største mysterier, vi skal ikke kun være i stand til tydeligt at se disse små strukturer fra 93 millioner miles væk, men meget præcist måle deres magnetiske feltstyrke og retning nær overfladen og spore feltet, når det strækker sig ud i million-graders korona, solens ydre atmosfære."

Bedre forståelse af oprindelsen af ​​potentielle katastrofer vil sætte regeringer og forsyningsselskaber i stand til bedre at forberede sig på uundgåelige fremtidige rumvejrhændelser. Det forventes, at underretning om potentielle påvirkninger kan forekomme tidligere - så meget som 48 timer før tid i stedet for den nuværende standard, hvilket er omkring 48 minutter. Dette ville give mere tid til at sikre elnet og kritisk infrastruktur og sætte satellitter i sikker tilstand.

Ingeniøren

For at opnå den foreslåede videnskab, dette teleskop krævede vigtige nye tilgange til dets konstruktion og konstruktion. Bygget af NSF's National Solar Observatory og administreret af AURA, Inouye Solar Telescope kombinerer et 13 fod (4 meter) spejl – verdens største til et solteleskop – med uovertrufne visningsforhold på 10, 000 fods Haleakalā topmøde.

Fokusering af 13 kilowatt solenergi genererer enorme mængder varme - varme, der skal indesluttes eller fjernes. Et specialiseret kølesystem giver afgørende varmebeskyttelse af teleskopet og dets optik. Mere end syv miles af rør fordeler kølevæske i hele observatoriet, delvist afkølet af is skabt på stedet i løbet af natten.

Kuppelen, der omslutter teleskopet, er dækket af tynde køleplader, der stabiliserer temperaturen omkring teleskopet, hjulpet af skodder inde i kuplen, der giver skygge og luftcirkulation. "Heat-stop" (en højteknologisk, væskekølet metaldoughnut) blokerer det meste af sollysets energi fra hovedspejlet, giver videnskabsmænd mulighed for at studere specifikke områder af solen med uovertruffen klarhed.

Teleskopet bruger også state-of-the-art adaptiv optik til at kompensere for sløring skabt af Jordens atmosfære. Designet af optikken ("off-axis" spejlplacering) reducerer lysstyrke, spredt lys for bedre visning og suppleres af et banebrydende system til præcist at fokusere teleskopet og eliminere forvrængninger skabt af jordens atmosfære. Dette system er den mest avancerede solcelleapplikation til dato.

"Med den største blændeåbning af ethvert solteleskop, sit unikke design, og state-of-the-art instrumentering, Inouye Solar Telescope - for første gang - vil være i stand til at udføre de mest udfordrende målinger af solen, " sagde Rimmele. "Efter mere end 20 års arbejde af et stort team dedikeret til at designe og bygge et førende solforskningsobservatorium, vi er tæt på målstregen. Jeg er ekstremt spændt på at være positioneret til at observere de første solpletter i den nye solcyklus, der netop nu stiger op med dette utrolige teleskop."

Indleder en ny æra af solastronomi

NSF's nye jordbaserede Inouye Solar Telescope vil arbejde med rumbaserede solobservationsværktøjer såsom NASA's Parker Solar Probe (i øjeblikket i kredsløb om solen) og European Space Agency/NASA Solar Orbiter (som snart bliver opsendt). De tre solobservationsinitiativer vil udvide grænserne for solforskning og forbedre videnskabsmænds evne til at forudsige rumvejr.

"Det er en spændende tid at være solfysiker, sagde Valentin Pillet, direktør for NSFs National Solar Observatory. "Inouye Solar Telescope vil give fjernmåling af de ydre lag af solen og de magnetiske processer, der forekommer i dem. Disse processer forplanter sig ind i solsystemet, hvor Parker Solar Probe og Solar Orbiter missionerne vil måle deres konsekvenser. Alt i alt, de udgør en ægte multi-budbringer-virksomhed for at forstå, hvordan stjerner og deres planeter er magnetisk forbundet."

"Dette billede er kun begyndelsen, sagde David Boboltz, programdirektør i NSFs afdeling for astronomiske videnskaber og som fører tilsyn med anlæggets konstruktion og drift. "I løbet af de næste seks måneder, Inouye-teleskopets team af videnskabsmænd, ingeniører og teknikere vil fortsætte med at teste og idriftsætte teleskopet for at gøre det klar til brug af det internationale solvidenskabelige samfund. Inouye Solar Telescope vil indsamle mere information om vores sol i løbet af de første 5 år af dens levetid end alle de soldata, der er indsamlet siden Galileo første gang pegede et teleskop mod solen i 1612."

Den 15. december I 2013 blev teleskopet tidligere kendt som Advanced Technology Solar Telescope omdøbt til Daniel K. Inouye Solar Telescope til ære for den afdøde senator fra Hawaii. Senator Inouye var en utrættelig fortaler for videnskab, teknologi, teknik og matematik, især når det kom til at berige livet for befolkningen på Hawaii. NSF's Inouye Solar Telescope, beliggende på Haleakala på øen Maui, Hawaii, vil levere en state-of-the-art videnskabelig og uddannelsesmæssig ressource for hawaiianere og hele det globale samfund i de næste 50 år.