Auringon aktiivisuudella, joka tunnetaan nimellä "avaruussää", on merkittävä vaikutus maapallolle ja aurinkokunnan muille planeetoille. Määräaikaiset purkaukset, joita kutsutaan myös aurinkolamppuiksi, vapauttavat huomattavia määriä sähkömagneettista säteilyä, joka voi häiritä kaikkea satelliiteista ja lentomatkoista sähköverkkoihin. Tästä syystä astrofysiikit yrittävät saada paremman kuvan auringosta, jotta he voisivat ennustaa sen sääkuvioita.
Tämä tarkoitus on NSF: n 4 metrin (13 jalkaa) Daniel K. Inouye-aurinkoteleskoopin (aiemmin nimellä Advanced Technology Aurinkoteleskooppi), joka sijaitsee Haleakalan observatoriossa Mauin saarella Havaijilla, takana. Äskettäin tämä laitos julkaisi ensimmäisen kuvansa Auringon pinnasta, joka paljastaa ennennäkemättömän yksityiskohtaiset yksityiskohdat ja tarjoaa esikatselun siitä, mitä tämä kaukoputki paljastaa tulevina vuosina.
Nämä kuvat tarjoavat lähikuvan Auringon pinnasta, jossa näkyy turbulentti plasma, joka on järjestetty solumaisten rakenteiden kuvioon. Nämä solut ovat osoitus väkivaltaisista liikkeistä, jotka kuljettavat kuumaa aurinkoplasmaa Auringon sisäpinnasta pinnalle. Tämä menetelmä, joka tunnetaan nimellä konvektio, näkee tämän kirkkaan plasman nousevan pintaan soluissa, missä se sitten jäähtyy ja vajoaa pinnan alapuolelle tummissa kaistoissa.
Saatuaan tällaisia tarkkoja ja selkeitä kuvia auringosta, tähtitieteilijät toivovat pystyvänsä ymmärtämään paremmin tätä prosessia, jotta he voisivat ennustaa äkillisiä muutoksia avaruussäässä. Kuten NSF: n johtaja France Córdova selitti:
”Sen jälkeen kun NSF aloitti työskentelyn tällä maalla sijaitsevalla kaukoputkella, olemme odottaneet innokkaasti ensimmäisiä kuvia. Voimme nyt jakaa näitä kuvia ja videoita, jotka ovat yksityiskohtaisimpia auringostamme tähän mennessä. NSF: n Inouye-aurinkoteleskooppi pystyy kartoittamaan magneettikentät auringon koronassa, missä tapahtuu aurinkopurkauksia, jotka voivat vaikuttaa elämään maan päällä. Tämä kaukoputki parantaa ymmärrystämme avaruussäästä ja auttaa lopulta ennustajia paremmin ennustamaan auringonmyrskyjä. "
Selvästi sanottuna, aurinko on G-tyypin (keltainen kääpiö) pääsekvenssitähti, joka on ollut olemassa noin 4,6 miljardia vuotta. Tämä vie sen puoliväliin sen elinkaaresta, joka kestää vielä noin 5 miljardia vuotta. Itsensä ylläpitämä ydinfuusioprosessi, joka valtaa Auringon (ja tarjoaa kaiken valon, lämmön ja energian), kuluttaa noin 5 miljoonaa tonnia vetypolttoainetta sekunnissa.
Kaikki tämän prosessin luoma energia säteilee avaruuteen kaikkiin suuntiin ja ulottuu aurinkokunnan aivan reunaan. 1950-luvulta lähtien tutkijat ovat ymmärtäneet, että maapallo sijaitsee auringon ilmakehässä ja että säämuutoksilla on suuri vaikutus maahan. Jo nyt, vuosikymmeniä myöhemmin, auringon tärkeimmistä prosesseista, joita ei tunneta, on paljon.
Matt Mountain on tähtitieteen tutkimuksen yliopistojen liiton puheenjohtaja, joka hallinnoi Inouye-aurinkoteleskooppia. Kuten hän selitti aurinko-astronomian tavoitteesta:
”Maapallolla voimme ennustaa, onko sadetta melko paljon kaikkialla maailmassa erittäin tarkasti, ja avaruussäätä ei vielä ole. Ennusteemme jäävät maanpäällisestä säästä 50 vuodelle, elleivät vielä enemmän. Tarvitsemme ymmärtää taustalla olevan fysiikan avaruussään takana, ja tämä alkaa auringosta, mitä Inouye-aurinkoteleskooppi tutkii seuraavien vuosikymmenien aikana. ”
Tähtitieteilijät ovat todenneet, että Auringon plasman liike liittyy aurinko myrskyihin, koska ne aiheuttavat Auringon magneettikenttäviivojen kiertymisen ja sotkeutumisen. Auringon magneettikentän mittaaminen ja karakterisointi on erittäin tärkeää potentiaalisesti haitallisen aurinkoaktiivisuuden syiden määrittämisessä - jotain, jolle Inouye-aurinkoteleskooppi on ainutlaatuinen.
Inouye-aurinkoteleskoopin johtajan Thomas Rimmelen mukaan se kaikki laskeutuu auringon magneettikentään. ”Auringon suurimman mysteerin purkamiseksi meidän on paitsi pystyttävä näkemään nämä pienet rakenteet selvästi 93 miljoonan mailin päässä, vaan myös mittaamaan tarkasti niiden magneettikentän voimakkuus ja suunta pinnan lähellä ja jäljittämään kenttä, kun se ulottuu miljoonaan -kerroskorona, auringon ulkoilmapiiri. ”
Yksi suurimmista eduista, jotka tulevat paremmasta auringon dynamiikan ymmärtämisestä, on kyky ennustaa suuria säätapahtumia. Tällä hetkellä hallitukset ja avaruusjärjestöt pystyvät ennakoimaan tapahtumia noin 48 minuuttia etukäteen. Mutta Inouyen aurinkoteleskoopin ja muiden aurinko observatorioiden suorittaman tutkimuksen ansiosta tähtitieteilijät odottavat saavansa tämän jopa 48 tuntiin.
Tämä antaisi meille enemmän aikaa varmistaa, että nämä tapahtumat eivät kaata sähköverkkoja, kriittistä infrastruktuuria, satelliitteja ja avaruusasemia. Luonnollisesti aurinkovalvonnan liiketoiminta ei ole helppoa, ja sen mukana tulee kohtuullinen osuus vaaroista. Tästä syystä Inouye-aurinkoteleskooppi hyödyntää monia viimeaikaisia kehityksiä rakentamisen, tekniikan ja tähtitieteen suhteen.
Tähän sisältyy sen 4 m (13 jalkaa) peili (suurin kaikista aurinkoteleskoopeista), mukautuva optiikka maapallon ilmakehän aiheuttamien vääristymien kompensoimiseksi ja koskemattomat katseluolosuhteet Haleakalan yli 3000 metrin (10 000 jalkaa) huippukokouksen yläpuolella. Kaukoputki luottaa myös useisiin suojatoimenpiteisiin varmistaakseen, että se ei ylikuumene keskittymällä 13 kilowattia aurinkoenergiaa auringosta.
Tämä tapahtuu korkean teknologian nestejäähdytteisen metallitoruksen (”lämpöpysähdyksen”) kautta, joka pitää suurimman osan auringonvalosta pääpeilistä ja kupun peittävistä jäähdytyslevyistä ja pitävät lämpötilat vakaina kaukoputken ympärillä. Observatorion sisätilat pidetään viileinä myös käyttämällä 11,25 km (7 mailia) jäähdytysputkia, jotka jäähdytetään osittain yön aikana kerääntyvällä jäällä, ja sisäkäyttöön tarkoitetut ikkunaluukut, jotka tarjoavat ilmankierron ja varjostuksen.
"Inouye-aurinkoteleskooppi, joka on minkä tahansa aurinkoteleskoopin suurin aukko, sen ainutlaatuinen muotoilu ja huipputekniset instrumentit, pystyy ensimmäistä kertaa suorittamaan haastavimmat auringon mittaukset", Rimmele sanoi. . ”Sen jälkeen kun suuri ryhmä on työskennellyt yli 20 vuotta ensisijaisen aurinkotutkimuksen observatorion suunnittelussa ja rakentamisessa, olemme lähellä maalilinjaa. Olen erittäin innoissani siitä, että pystyn tarkkailemaan uuden aurinkosyklin ensimmäisiä auringonpilkkuja juuri nousemassa tällä uskomatolla kaukoputkella. "
NSF: n tähtitieteiden osaston ohjelmajohtaja David Boboltz vastaa myös laitoksen rakentamisen ja toiminnan valvonnasta. Kuten hän totesi, nämä kuvat ovat vain jäävuoren huippua Inouye-aurinkoteleskoopille:
”Seuraavan kuuden kuukauden aikana Inouye-kaukoputken tutkijoiden, insinöörien ja teknikkojen ryhmä jatkaa kaukoputken testaamista ja käyttöönottoa valmistaakseen sen käytettäväksi kansainvälisessä aurinkoa edustavassa tiedeyhteisössä. Inouye-aurinkoteleskooppi kerää enemmän tietoa aurinkoomme sen elinajan viiden ensimmäisen vuoden aikana kuin kaikki aurinkoenergian tiedot, jotka on kerätty siitä lähtien, kun Galileo osoitti teleskoopin ensimmäisen kerran aurinkoon vuonna 1612. ”
Inouye-aurinkoteleskooppi on osa instrumenttia, joka on suunniteltu mullistamaan aurinkoastronomia tulevina vuosina. Sitä yhdistävät NASA: n Parkerin aurinkokoetin (joka kiertää tällä hetkellä aurinkoa) ja ESA / NASA: n aurinkoorbitteri (joka on pian käynnissä). Kuten Valentin Pillet teki tiivistelmän (NSF: n kansallisen aurinko observatorion johtaja), on jännittävä aika olla aurinkofyysikko:
”Inouye-aurinkoteleskooppi tarjoaa auringon ulkokerrosten ja niissä tapahtuvien magneettisten prosessien etäkartoituksen. Nämä prosessit etenevät aurinkokuntaan, missä Parkerin aurinkokoetin ja Solar Orbiter -operaatiot mittaavat niiden seurauksia. Kaiken kaikkiaan ne ovat aidosti usean sanansaattajan tehtävä ymmärtää kuinka tähdet ja niiden planeetat ovat magneettisesti yhteydessä toisiinsa. "
