Wat doet de Inouye Solar Telescope dat andere telescopen niet doen?De Daniel K. Inouye Solar Telescope van de NSF is op meer dan één manier baanbrekend. De grote spiegel zal meer zonlicht verzamelen dan elke andere zonnetelescoop ter wereld. Dit betekent dat het ons de hoogste resolutie, scherpste beelden van de zon ooit zal geven. De Inouye Solar Telescope maakt gebruik van een combinatie van een uniek “off-axis” telescoop ontwerp, om verstrooid licht te verminderen, en cutting-edge technieken voor het meten van licht gefilterd door de magnetische velden van de zon, om de eerste lopende metingen van magnetische velden in de atmosfeer van onze zon, of “corona”te produceren.
specifiek zal de telescoop dagelijkse metingen leveren van de binnenste corona van de zon, een gebied dat normaal alleen waarneembaar is tijdens een zonsverduistering. Het verstrekken van dit type Gepolariseerde gegevens over de atmosfeer van de zon stelt wetenschappers in staat om zijn magnetisch veld te bestuderen op de fundamentele schaal dat fysische processen plaatsvinden. Dit is de sleutel om beter te begrijpen hoe magnetische velden worden gecreëerd en vernietigd. Inzicht in deze processen is essentieel voor het bieden van een platform voor de ontwikkeling van nieuwe en verbeterde instrumentatie als we blijven om meer te leren over onze ster.
Waarom hebben we de Inouye Solar Telescope nodig?
we leven in de atmosfeer van een ster, de zon. Het heeft een enorme invloed op ons leven, van het voedsel dat we eten tot de technologie waar we van afhankelijk zijn. De Inouye Solar Telescope is de sleutel tot het begrijpen van de fysica van de zon, wat haar aandrijft en hoe ze evolueert. De telescoop zal wetenschappers in staat stellen om het magnetisch veld van de zon te bestuderen op een manier die geen enkele andere zonnetelescoop ooit heeft gedaan. We weten dat het magnetisch veld een essentieel onderdeel is van het dynamische gedrag van de zon, maar we weten nog veel niet over hoe dit magnetisme verandert. Dit begrijpen is de sleutel tot het maken van voorspellingen over hoe de zon zich in het verleden heeft gedragen, hoe ze zich in de toekomst zal gedragen, en de effecten die ze zal hebben. In aanvulling op dat alles, wat we leren van de Inouye Solar Telescope zal ons leiden in ons begrip van hoe de zon en andere sterren invloed hebben op het klimaat van hun planeten over lange tijdschalen, tijdschalen van de kosmos.
Waarom hebben telescopen grote spiegels nodig? Waarom is meer licht beter?
een grotere spiegel is beter om dezelfde reden dat uw leerlingen groter worden in het donker. Hoe groter je pupillen worden, hoe meer licht ze vangen. Dit helpt u zo goed mogelijk te zien onder omstandigheden waar het licht beperkt is. Grotere spiegels en openingen in telescopen werken op dezelfde manier. Ze vangen meer licht op om ons te helpen zeer zwakke en verre objecten te zien. Met de Inouye Solar Telescope is elke lichtstraal kostbaar. Het zonlicht is verdeeld over meerdere instrumenten zodat we op veel verschillende manieren tegelijkertijd gegevens kunnen verzamelen.
Waarom hebben we de spiegel niet groter gemaakt, om nog meer te zien?
zonne-licht verzamelen betekent veel warmte verzamelen! Zoals het nu is, is een van de grootste technologische uitdagingen van de Inouye Solar Telescope het omgaan met de hitte. De spiegel groter maken betekent meer zonne-licht verzamelen en dus nog meer warmte! De grootte van de spiegel van het observatorium — bijna 14-ft — biedt een goede balans tussen het beheersen van de verwarmingsuitdagingen en het geven van verbazingwekkende gegevens. Zoals het nu is, heeft de hoofdspiegel zeven keer het verzamelgebied van de op een na grootste zonnetelescoop!
hoe vertelt het bestuderen van de zon ons over de eigenschappen van andere sterren?
de zon is de enige ster in het hele universum waarvan we momenteel elk detail kunnen zien. Het is dicht genoeg bij ons hier op aarde dat we zijn zonnevlekken en gloeidraden kunnen zien, zijn fakkels en uitbarstingen. Natuurlijk is de zon slechts een van de miljarden sterren, maar leren wat we kunnen van de zon helpt ons om de fysieke kenmerken van andere sterren te begrijpen, zoals hun magnetisme, atmosfeer en stellaire activiteit niveaus.
waarom bouwen op Haleakalā?Haleakalā is een schildvulkaan op hoge hoogte, omgeven door Oceaan. Deze unieke geografie biedt een site 10.023 meter boven de wolken, met een heldere blauwe lucht en een stabiele atmosfeer die relatief vrij is van stof. Haleakalā een bijzonder speciale locatie voor zonne-astronomie. Deze winden brengen koele lucht uit het noordoosten en zorgen voor een optimale windstroom over de berg. De wind is laminair, of glad, met lage niveaus van turbulentie. Turbulentie veroorzaakt door het steeds veranderende weer op aarde verstoort lichtstralen van moment tot moment. Deze vervorming veroorzaakt de schittering van verre sterren. Maar de sterren “twinkelen” niet hetzelfde op Haleakalā.
hoe kregen ze de telescoop in de koepel?De Telescope Mount Assembly (TMA) – de top van de Inouye Solar Telescope-is ontworpen en gebouwd door Ingersoll Machine Tools, een fabrikant gevestigd in Rockford, Illinois. De TMA is vanaf de grond opgebouwd in de faciliteit Ingersoll. Eenmaal getest en aan de vereiste specificaties voldaan, werd de TMA ontmanteld en verscheept over de oceaan naar Hawai ‘ i. de TMA onderdelen werden naar de koepel getild met behulp van een hydraulische lift buiten de faciliteit. Als een schip in een fles, werd de TMA weer in elkaar gezet binnen de koepel.
hoe bedekken ze de spiegel zo precies?
hoe bedekken ze de spiegel zo precies?
de hoofdspiegel heeft een zeer dun (ongeveer een duizendste van de dikte van een mensenhaar!) aluminium coating die een zeer reflecterend oppervlak biedt voor het verzamelen van kostbare lichtdeeltjes. Om een gelijkmatige lichtverdeling te garanderen, moet de spiegel zeer nauwkeurig worden gecoat. Ten eerste wordt de spiegel in verschillende fasen gereinigd, waaronder een milde zeep wassen, gevolgd door een chemische scrub en zure spoeling. Vervolgens, na een grondige spoeling met gedeïoniseerd water, wordt het glas gedroogd met cleanroomwissers en krijgt het een laatste verbetering met pure ethanol. In de eindschoonmaak wordt een kleine hoeveelheid argongas in de coatingkamer gebracht om een plasma te creëren dat de spiegel ionisch reinigt. Eenmaal gereinigd en geïnspecteerd, wordt het aluminium langzaam verwarmd totdat het vloeibaar wordt en vervolgens verdampt. De aluminiumdamp vult de coatingkamer en bedekt alles op zijn pad, inclusief het spiegeloppervlak en de wanden van de kamer. In slechts ongeveer 15 seconden is de vereiste dikte bereikt en is de primaire spiegel gealuminiseerd!
hoe meten we magnetische veldlijnen alleen door licht te verzamelen?
net als op aarde zijn magnetische veldlijnen op de zon onzichtbaar, en dus kunnen we ze niet direct waarnemen. Echter, de solaire atmosfeer bestaat uit geïoniseerde, of geladen, gassen genaamd plasma die verstrengeld raken met de magnetische velden van de zon door de solaire atmosfeer. Het plasma straalt licht uit dat wordt gefilterd door de magnetische velden. De instrumenten van de Inouye Zonnetelescoop observeren dit uitgestraalde licht en meten hoeveel het licht gepolariseerd is. Met behulp van natuurkunde en wiskunde, kunnen wetenschappers dan de sterkte en richting van het magnetische veld in de buurt van waar het licht werd uitgezonden berekenen.
hoe geven foto ‘ s van de zon ons gegevens over zijn eigenschappen?
beelden van de zon worden verzameld met behulp van speciale camera ’s die alleen bepaalde golflengten of lichtkleuren toelaten in de camera’ s. We weten dat bepaalde golflengten worden geproduceerd door plasma met een bepaalde temperatuur en hoogte in de atmosfeer van de zon. Daarom kunnen we aannemen dat de kenmerken die we waarnemen in die golflengten die temperaturen en hoogtes zijn. We weten bijvoorbeeld dat een donkere vlek in een H-Alfa-afbeelding betekent dat er waarschijnlijk koel gas is, dat het licht absorbeert dat we proberen te vangen, en dat die vlek donker maakt. Door het verschil in helderheid tussen het beeld te bestuderen, en hoe het beeld met de tijd verandert (bijvoorbeeld een videosequentie), kunnen we een gedetailleerd inzicht krijgen in de dynamiek die op de zon plaatsvindt.
wie mag de Inouye Solar Telescope gebruiken?
wetenschappers van over de hele wereld mogen een aanvraag indienen om waarnemingen te doen met de Inouye Solar Telescope. Echter, de telescoop zal alleen worden bediend door een team van deskundige “Telescoop Operators” en wetenschappers. De operators krijgen begeleiding over wat te observeren, wanneer en hoe, door de “Time Allocation Committee”, of TAC – een groep van solar science experts van zowel NSO en over de bredere solar Science gemeenschap. De TAC beoordeelt de toepassingen van zonnewetenschappers en prioriteert ze met behulp van een breed scala aan factoren.
Hoe komt licht door de telescoop?
het eerste wat binnenkomend licht zal zien is de hoofd-of “primaire” spiegel. Dit is de grote 4-meter spiegel waar de Inouye beroemd om is. Vervolgens wordt het licht gefocust op een zeer hete plek, waar de “heat stop” wordt geplaatst. Dit is een essentieel element van het systeem dat het grootste deel van de warmte afwijst, waardoor het veilig is om de rest van het licht in het systeem door te geven zonder de delicate optiek te beschadigen. Het licht wordt door de telescoop geleid met behulp van een aantal essentiële spiegels die het licht voorbereiden op de camera ‘ s van de Inouye. Het licht wordt naar beneden gericht in het instrument, of “Coudé” Lab waar het zorgvuldig wordt verdeeld met behulp van de faciliteit Instrument distributie Optiek, of FIDO. FIDO bestaat uit een reeks gespecialiseerde optica, zoals beamsplitters, ramen en spiegels. Door deze optische instrumenten op verschillende manieren te rangschikken, worden verschillende delen van het binnenkomende zonne-licht in verschillende wetenschappelijke camera ‘ s ingevoerd.
hoe voorkomen ze dat de spiegels smelten of vervormen?
het direct naar de zon richten van een spiegel van 4 meter brengt vele uitdagingen met zich mee, waarvan niet de minste de warmte onder controle houdt. Dit vereist innovatieve koelstrategieën om beschadiging van delicate telescoopapparatuur en spiegels te voorkomen. Meer dan zeven mijl leidingen verspreiden koelvloeistof door het observatorium. Het koelmiddel – dynalene-wordt gedeeltelijk gekoeld door ijs, dat ‘ s nachts in het observatorium wordt gecreëerd. Het koelmiddel wordt verspreid over het observatorium en wordt gevoerd over de achterkant van de eerste twee spiegels – de spiegels die het meest gevoelig zijn voor hoge temperaturen.