¿Qué hace el Telescopio Solar Inouye que otros telescopios no hacen?
El Telescopio Solar Daniel K. Inouye de la NSF es innovador en más de un sentido. Su espejo principal de trece pies recogerá más luz solar que cualquier otro telescopio solar en el mundo. Esto significa que nos dará la resolución más alta, las imágenes más nítidas del Sol jamás tomadas. El Telescopio Solar Inouye emplea una combinación de un diseño único de telescopio «fuera de eje», para reducir la luz dispersa, y técnicas de vanguardia para medir la luz filtrada por los campos magnéticos del sol, para producir las primeras mediciones en curso de los campos magnéticos en la atmósfera de nuestro Sol, o»corona».
Específicamente, el telescopio proporcionará mediciones diarias de la corona interior del sol, una región que normalmente solo se puede observar durante un eclipse solar. Proporcionar este tipo de datos polarizados a través de la atmósfera del sol permite a los científicos estudiar su campo magnético a la escala fundamental de los procesos físicos que están teniendo lugar. Esto es clave para comprender mejor cómo se crean y destruyen los campos magnéticos. Comprender estos procesos es esencial para proporcionar una plataforma para el desarrollo de instrumentación nueva y mejorada a medida que continuamos aprendiendo más sobre nuestra estrella.
¿Por qué necesitamos el Telescopio Solar Inouye?
vivimos en la atmósfera de una estrella, el Sol. Tiene una enorme influencia en nuestras vidas, que afecta a todo, desde los alimentos que comemos hasta la tecnología de la que dependemos. El Telescopio Solar Inouye es clave para comprender la física del sol, qué lo impulsa y cómo evoluciona. El telescopio permitirá a los científicos estudiar el campo magnético del Sol de una manera que ningún otro telescopio solar ha hecho antes. Sabemos que el campo magnético es una parte esencial del comportamiento dinámico del Sol, pero todavía hay mucho que no sabemos sobre cómo cambia este magnetismo. Entender esto es clave para hacer predicciones sobre cómo se ha comportado el sol en el pasado, cómo se comportará en el futuro y los efectos que tendrá. Además de todo eso, lo que aprendamos del Telescopio Solar Inouye nos guiará en nuestra comprensión de cómo el sol y otras estrellas afectan el clima de sus planetas en escalas de tiempo largas, escalas de tiempo del cosmos.
¿Por qué los telescopios necesitan espejos grandes? ¿Por qué es mejor más luz?
Un espejo más grande es mejor por la misma razón por la que tus pupilas se hacen más grandes en la oscuridad. Cuanto más grandes sean tus pupilas, más luz capturarán. Esto le ayuda a ver lo mejor que pueda en condiciones en las que la luz es limitada. Los espejos y aberturas más grandes en los telescopios funcionan de manera similar. Captan más luz para ayudarnos a ver objetos muy débiles y distantes. Con el Telescopio Solar Inouye, cada rayo de luz es precioso. La luz solar se divide entre varios instrumentos para que podamos recopilar datos de muchas maneras diferentes al mismo tiempo.
¿Por qué no agrandamos el espejo para ver aún más?
¡Recoger luz solar significa recoger mucho calor! En la actualidad, uno de los principales desafíos tecnológicos del Telescopio Solar Inouye es lidiar con el calor. Hacer que el espejo sea más grande significa recoger más luz solar y, por lo tanto, más calor. El tamaño del espejo del observatorio, de casi 14 pies, logra un buen equilibrio entre controlar los desafíos de calefacción y proporcionarnos datos sorprendentes. Tal como está, el espejo principal tiene siete veces el área de recolección del siguiente telescopio solar más grande.
¿Cómo nos dice el estudio del Sol sobre las propiedades de otras estrellas?
El Sol es la única estrella en todo el universo cuya superficie podemos ver actualmente con cualquier tipo de detalle. Está lo suficientemente cerca de nosotros aquí en la Tierra como para que podamos ver sus manchas solares y filamentos, sus llamaradas y sus erupciones. Por supuesto, el Sol es solo una de miles de millones de estrellas, pero aprender lo que podemos del Sol nos ayuda a comprender las características físicas de otras estrellas, como su magnetismo, atmósfera y niveles de actividad estelar.
¿Por qué construir sobre Haleakalā?
Haleakalā es un volcán en escudo de alta elevación rodeado por el océano. Esta geografía única ofrece un sitio a 10,023 pies sobre las nubes, con un cielo azul claro y una atmósfera estable que está relativamente libre de polvo. Haleakalā un lugar particularmente especial para la astronomía solar. Estos vientos traen aire fresco del noreste y proporcionan un flujo de viento óptimo sobre la montaña. Los vientos son laminares, o suaves, con bajos niveles de turbulencia. La turbulencia causada por el clima siempre cambiante de la Tierra distorsiona los rayos de luz de un momento a otro. Esta distorsión es lo que causa el brillo de estrellas distantes. Pero, las estrellas no» brillan » de la misma manera en Haleakalā.
¿Cómo consiguieron que el telescopio entrara en la cúpula?
El Conjunto de montaje del Telescopio (TMA), el extremo superior del Telescopio Solar Inouye, fue diseñado y construido por Ingersoll Machine Tools, un fabricante ubicado en Rockford, Illinois. La TMA se construyó desde cero en las instalaciones de Ingersoll. Una vez probado y comprobado que cumplía con las especificaciones requeridas, el TMA fue desmantelado y enviado a través del océano a Hawai’i. Las piezas del TMA se elevaron a la cúpula utilizando un elevador hidráulico fuera de la instalación. Como un barco en una botella, el TMA fue reensamblado dentro de la cúpula.
¿Cómo cubren el espejo con tanta precisión?
El espejo principal tiene un grosor muy delgado (¡aproximadamente una milésima del grosor de un cabello humano!) revestimiento de aluminio que proporciona una superficie altamente reflectante para recoger partículas de luz preciosas. Para garantizar una distribución uniforme de la luz, el espejo debe revestirse con gran precisión. Primero, el espejo se limpia en varias etapas, que incluyen un lavado con jabón suave, seguido de un exfoliante químico y un enjuague ácido. A continuación, después de un enjuague completo con agua desionizada, el vidrio se seca con limpiaparabrisas para salas limpias y se le da un acabado final con etanol puro. En la etapa de limpieza final, se introduce una pequeña cantidad de gas argón en la cámara de recubrimiento para crear un plasma que limpia iónicamente el espejo. Una vez limpiado e inspeccionado, el aluminio se calienta lentamente hasta que se licúa y luego se vaporiza. El vapor de aluminio llena la cámara de recubrimiento y recubre todo a su paso, incluida la superficie del espejo y las paredes de la cámara. En solo unos 15 segundos, se alcanza el grosor requerido y el espejo primario se aluminiza.
¿Cómo medimos las líneas de campo magnético simplemente recogiendo luz?
Al igual que en la Tierra, las líneas de campo magnético en el Sol son invisibles, por lo que no podemos observarlas directamente. Sin embargo, la atmósfera solar se compone de gases ionizados, o cargados, llamados plasma que se entrelazan con los campos magnéticos solares a lo largo de la atmósfera solar. El plasma emite luz que es filtrada por los campos magnéticos. Los instrumentos del Telescopio Solar Inouye observan esta luz emitida y miden cuánta luz está polarizada. Usando la física y las matemáticas, los científicos pueden calcular la fuerza y la dirección del campo magnético cerca de donde se emitió la luz.
¿Cómo nos proporcionan las imágenes del Sol datos sobre sus propiedades?
Las imágenes del Sol se recopilan utilizando cámaras especializadas que solo permiten ciertas longitudes de onda o colores de luz en las cámaras. Sabemos que ciertas longitudes de onda son producidas por plasma de temperaturas y alturas específicas en la atmósfera del Sol. Por lo tanto, se puede suponer que las características que observamos en esas longitudes de onda son esas temperaturas y alturas. Por ejemplo, sabemos que un parche oscuro en una imagen H-alfa significa que es probable que haya gas frío allí, absorbiendo la luz que estamos tratando de capturar y oscureciendo ese parche. Al estudiar la diferencia de brillo en la imagen y cómo cambia la imagen con el tiempo (por ejemplo, una secuencia de video), podemos obtener una comprensión detallada de la dinámica que ocurre en el Sol.
¿Quién puede usar el Telescopio Solar Inouye?
Se permitirá a científicos de todo el mundo solicitar observaciones con el Telescopio Solar Inouye. Sin embargo, el telescopio será operado únicamente por un equipo de expertos «Operadores de telescopios» y científicos. Los operadores reciben orientación sobre qué observar, cuándo y cómo, a través del «Comité de Asignación de Tiempo», o TAC, un grupo de expertos en ciencia solar de NSO y de toda la comunidad científica solar en general. El TAC revisa las aplicaciones de los científicos solares y las prioriza utilizando una amplia gama de factores.
¿Cómo pasa la luz a través del telescopio?
Lo primero que verá la luz entrante es el espejo principal o «Primario». Este es el gran espejo de 4 metros por el que el Inouye es famoso. A continuación, la luz se enfoca en un punto muy caliente, donde se coloca la «parada de calor». Este es un elemento vital del sistema que rechaza la mayor parte del calor, por lo que es seguro pasar el resto de la luz al sistema sin dañar la delicada óptica. La luz pasa a través del telescopio utilizando una serie de espejos esenciales que preparan la luz para las cámaras del Inouye. La luz se dirige hacia abajo en el instrumento, o Laboratorio «Coudé», donde se divide cuidadosamente utilizando la Óptica de Distribución de Instrumentos de la Instalación, o FIDO. FIDO consiste en una serie de ópticas especializadas, como divisores de haz, ventanas y espejos. Al organizar estas herramientas ópticas de diferentes maneras, diferentes porciones de la luz solar entrante se alimentan a diferentes cámaras científicas.
¿Cómo evitan que los espejos se derritan o deformen?
Apuntar un espejo de 13 pies (4 metros) directamente al Sol presenta muchos desafíos, entre los cuales no es el menor controlar el calor. Esto requiere estrategias innovadoras de refrigeración para evitar dañar los delicados espejos y equipos de los telescopios. Más de siete millas de tuberías distribuyen refrigerante por todo el observatorio. El refrigerante – dynalene – es parte fría por el hielo, que se crea en el observatorio durante la noche. El refrigerante se distribuye por todo el observatorio y se alimenta a través de la parte posterior de los dos primeros espejos, los más susceptibles a las altas temperaturas.