mit csinál az Inouye Solar Telescope, amit más távcsövek nem?
az NSF Daniel K. Inouye Napteleszkópja több szempontból is úttörő. Tizenhárom méteres főtükör több napfényt fog gyűjteni, mint bármely más napteleszkóp a világon. Ez azt jelenti, hogy a legmagasabb felbontású, legélesebb képeket kapjuk a napról, amit valaha készítettek. Az Inouye Solar Telescope egy egyedülálló “tengelyen kívüli” távcső-kialakítás kombinációját alkalmazza a szórt fény csökkentésére, valamint a Nap mágneses terei által szűrt fény mérésére szolgáló élvonalbeli technikákat, hogy elkészítsék a Nap légkörében lévő mágneses mezők első folyamatos méréseit, vagy “corona”.
pontosabban, a távcső napi méréseket nyújt a nap belső koronájáról, amely régió általában csak napfogyatkozás során figyelhető meg. Az ilyen típusú polarizált adatok biztosítása a Nap légkörében lehetővé teszi a tudósok számára, hogy a fizikai folyamatok alapvető skáláján tanulmányozzák annak mágneses mezőjét. Ez kulcsfontosságú ahhoz, hogy jobban megértsük, hogyan jönnek létre és pusztulnak el a mágneses mezők. Ezeknek a folyamatoknak a megértése elengedhetetlen ahhoz, hogy platformot biztosítsunk az új és továbbfejlesztett műszerek fejlesztéséhez, miközben továbbra is többet tudunk meg csillagunkról.
miért van szükségünk az Inouye Napteleszkópra?
egy csillag, a Nap légkörében élünk. Óriási hatással van az életünkre, mindent befolyásol az elfogyasztott ételektől kezdve a technológiáig, amelytől függünk. Az Inouye Napteleszkóp kulcsfontosságú a nap fizikájának megértésében, abban, hogy mi vezérli és hogyan fejlődik. A távcső lehetővé teszi a tudósok számára, hogy olyan módon tanulmányozzák a Nap mágneses mezőjét, mint korábban egyetlen más napteleszkóp sem. Tudjuk, hogy a mágneses mező lényeges része a nap dinamikus viselkedésének, de még mindig sok mindent nem tudunk arról, hogyan változik ez a mágnesesség. Ennek megértése kulcsfontosságú ahhoz, hogy előrejelzéseket készítsünk arról, hogyan viselkedett a nap a múltban, hogyan fog viselkedni a jövőben, és milyen hatásai lesznek. Mindezek mellett, amit az Inouye Napteleszkópból tanulunk, útmutatást nyújt számunkra annak megértéséhez, hogy a nap és más csillagok hogyan befolyásolják bolygóik éghajlatát hosszú időn keresztül, a kozmosz időskáláin.
miért van szükség a teleszkópoknak nagy tükrökre? Miért jobb a több fény?
a nagyobb tükör jobb ugyanazon okból, mint a pupillák nagyobbá válnak a sötétben. Minél nagyobbak a pupillák,annál több fényt kapnak. Ez segít a lehető legjobban látni olyan körülmények között, ahol a fény korlátozott. A távcsövekben lévő nagyobb tükrök és nyílások hasonló módon működnek. Több fényt kapnak, hogy segítsenek látni a nagyon halvány és távoli tárgyakat. Az Inouye Napelemes távcsővel minden fénysugár értékes. A napfény több műszer között oszlik meg, így egyszerre sokféle módon gyűjthetünk adatokat.
miért nem csináltuk nagyobbra a tükröt, hogy még többet lássunk?
a napfény gyűjtése sok hő összegyűjtését jelenti! Az Inouye Napelemes távcső egyik legnagyobb technológiai kihívása a hő kezelése. A tükör nagyobbá tétele azt jelenti, hogy több napfényt, tehát még több hőt gyűjtünk! Az obszervatórium tükörének mérete-majdnem 14 láb — jó egyensúlyt teremt a fűtési kihívások kezelése és a csodálatos adatok megadása között. Ahogy van, a fő tükör hétszerese a következő legnagyobb napteleszkóp gyűjtőterületének!
hogyan mondja el a nap tanulmányozása más csillagok tulajdonságait?
a nap az egyetlen csillag az egész univerzumban, amelynek felszínét jelenleg bármilyen részletességgel láthatjuk. Elég közel van hozzánk itt a Földön, hogy láthassuk a napfoltjait és szálait, a fáklyáit és a kitöréseit. Természetesen a nap csak egy a csillagok milliárdjai közül, de ha megtanuljuk, amit a naptól tudunk, segít megérteni más csillagok fizikai jellemzőit, például mágnesességüket, légkörüket és csillagaktivitási szintjüket.
miért építsünk Haleakal Xhamsterre?
a Haleakal egy magas magasságú, pajzsvulkán, amelyet óceán vesz körül. Ez az egyedülálló földrajz 10 023 láb magasan fekszik a felhők felett, tiszta kék égbolt és stabil légkör, amely viszonylag pormentes. Haleakal egy különösen különleges hely a napcsillagászat számára. Ezek a szelek hideg levegőt hoznak északkeletről, és optimális széláramlást biztosítanak a hegy felett. A szél lamináris vagy sima, alacsony turbulenciával. A Föld állandóan változó időjárása által okozott turbulencia pillanatról pillanatra torzítja a fénysugarakat. Ez a torzítás okozza a távoli csillagok csillogását. De, a csillagok nem” pislákolnak ” ugyanúgy a Haleakal Xhamsteren.
hogyan juttatták be a távcsövet a kupolába?
a Telescope Mount Assembly (TMA) – az Inouye Napteleszkóp felső végét – az Ingersoll Machine Tools, Az Illinois állambeli Rockfordban található gyártó tervezte és építette. A TMA az alapoktól kezdve épült az Ingersoll létesítményben. Miután tesztelték és megállapították, hogy megfelel a szükséges előírásoknak, a TMA-t szétszerelték és az óceánon át szállították Hawai ‘ i-ba. a TMA-alkatrészeket a létesítményen kívüli hidraulikus emelővel emelték a kupolába. Mint egy hajó egy palackban, a TMA-t újra összeállították a kupola belsejében.
hogyan fedik be ilyen pontosan a tükröt?
a fő tükör nagyon vékony (körülbelül egy ezred vastagsága egy emberi haj!) alumínium bevonat, amely erősen fényvisszaverő felületet biztosít az értékes fényrészecskék gyűjtésére. A fény egyenletes eloszlásának biztosítása érdekében a tükröt nagyon pontosan kell bevonni. Először is, a tükröt több szakaszban tisztítják, amely enyhe szappanos mosást, majd kémiai bozótot és savas öblítést tartalmaz. Ezután ionmentesített vízzel végzett alapos öblítés után az üveget tisztatéri ablaktörlőkkel szárítják, majd tiszta etanollal végső buffot adnak. A végső tisztítási szakaszban kis mennyiségű argongázt vezetünk be a bevonókamrába, hogy olyan plazmát hozzunk létre, amely ionikusan tisztítja a tükröt. Miután megtisztították és megvizsgálták, az alumíniumot lassan felmelegítik, amíg folyadékká nem válik, majd elpárolog. Az alumíniumgőz kitölti a bevonókamrát, és mindent, ami az útjába kerül, beleértve a tükör felületét és a kamra falát is. Mindössze körülbelül 15 másodperc alatt elérjük a kívánt vastagságot, és az elsődleges tükör aluminizálódik!
Hogyan mérjük a mágneses mező vonalakat csak a fény gyűjtésével?
a Földhöz hasonlóan a Nap mágneses mező vonalai is láthatatlanok, ezért nem tudjuk közvetlenül megfigyelni őket. A nap atmoszférája azonban ionizált vagy töltött, plazmának nevezett gázokból áll, amelyek összefonódnak a Nap mágneses mezőivel az egész nap atmoszférájában. A plazma fényt bocsát ki, amelyet a mágneses mezők szűrnek. Az Inouye Solar Telescope műszerei megfigyelik ezt a kibocsátott fényt, és mérik, hogy a fény mennyire polarizált. A fizika és a matematika segítségével a tudósok kiszámíthatják a mágneses mező erősségét és irányát a fény kibocsátásának közelében.
hogyan adnak adatokat a napról készült képek a tulajdonságairól?
a Napból származó képeket speciális kamerákkal gyűjtik össze, amelyek csak bizonyos hullámhosszokat vagy fényszíneket engednek be a kamerákba. Tudjuk, hogy bizonyos hullámhosszokat a Nap légkörében meghatározott hőmérsékletű és magasságú plazma hoz létre. Ezért az ilyen hullámhosszakon megfigyelt jellemzők feltételezhetők, hogy ezek a hőmérsékletek és magasságok. Például tudjuk, hogy egy sötét folt a H-alfa képen azt jelenti, hogy valószínűleg hűvös gáz van ott, elnyeli a fényt, amelyet megpróbálunk megragadni, és sötétté teszi azt a foltot. Ha megvizsgáljuk a kép fényerejének különbségét, valamint azt, hogy a kép hogyan változik az idő múlásával (pl. egy videósorozat), részletes megértést kaphatunk a napon zajló dinamikáról.
ki használhatja az Inouye Napteleszkópot?
a világ minden tájáról érkező tudósok engedélyt kapnak arra, hogy megfigyeléseket végezzenek az Inouye Napteleszkóppal. A távcsövet azonban csak szakértői “távcső-üzemeltetők” és tudósok fogják üzemeltetni. Az üzemeltetők útmutatást kapnak arra vonatkozóan, hogy mit, mikor és hogyan figyeljenek meg, az “Időelosztási Bizottság” vagy a TAC – az NSO és a szélesebb naptudományi közösség szolártudományi szakértőinek csoportja. A TAC felülvizsgálja a napelemes tudósok alkalmazásait, és számos tényező felhasználásával rangsorolja őket.
hogyan jut át a fény a teleszkópon?
az első dolog, amit a bejövő fény látni fog, a fő vagy “elsődleges” tükör. Ez a nagy 4 méteres tükör, amelyről az Inouye híres. Ezután a fény egy nagyon forró pontra összpontosul, ahol a “hőmegálló” kerül. Ez a rendszer létfontosságú eleme, amely elutasítja a hő nagy részét, így biztonságosan átadhatja a fény többi részét a rendszerbe anélkül, hogy károsítaná a finom optikát. A fényt számos alapvető tükör segítségével vezetik át a távcsövön, amelyek előkészítik a fényt az Inouye kameráinak. A fény lefelé irányul a műszerbe, vagy a “Coud Enterprises” laborba, ahol gondosan fel van osztva a létesítmény Eszközelosztó optikájával, vagy FIDO. A FIDO egy sor speciális optikából áll, mint például a gerendák, ablakok és tükrök. Ezeknek az optikai eszközöknek a különböző módon történő elrendezésével a bejövő napfény különböző részei különböző tudományos kamerákba kerülnek.
hogyan tartják meg a tükrök olvadását vagy deformálódását?
a 13 méteres (4 méteres) tükör közvetlenül a Nap felé mutatása számos kihívást jelent, amelyek közül nem utolsósorban a hő szabályozása. Ehhez innovatív hűtési stratégiákra van szükség, hogy elkerüljük a kényes távcső berendezések és tükrök károsodását. Több mint hét mérföldnyi csővezeték osztja el a hűtőfolyadékot az Obszervatóriumban. A hűtőfolyadékot-a dynalene-részben jég hűti, amelyet az obszervatórium az éjszaka folyamán hoz létre. A hűtőfolyadék az Obszervatóriumban oszlik el, és az első két tükrön keresztül táplálkozik-amelyek a leginkább érzékenyek a magas hőmérsékletre.