Güneş'in “uzay havası” olarak bilinen faaliyeti, Dünya ve Güneş Sisteminin diğer gezegenleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Güneş patlamaları olarak da bilinen periyodik patlamalar, uydulardan ve hava yolculuğundan elektrik şebekelerine kadar her şeye müdahale edebilecek önemli miktarda elektromanyetik radyasyon yayar. Bu nedenle astrofizikçiler Güneş'e daha iyi bakmaya çalışıyorlar, böylece hava durumlarını tahmin edebiliyorlar.
Bu, NSF'nin Hawaii, Maui adasındaki Haleakala Gözlemevinde bulunan 4 metrelik (13 ft) Daniel K. Inouye Güneş Teleskopunun (eski adıyla İleri Teknoloji Güneş Teleskopu) arkasındaki amaçtır. Son zamanlarda, bu tesis, benzersiz bir ayrıntı düzeyi ortaya çıkaran ve bu teleskopun önümüzdeki yıllarda ne ortaya çıkaracağının bir önizlemesini sunan Güneş yüzeyinin ilk görüntülerini yayınladı.
Bu görüntüler Güneş'in yüzeyinin hücre benzeri yapılar şeklinde düzenlenmiş türbülanslı plazmayı gösteren yakından bir görünümünü sunar. Bu hücreler, sıcak güneş plazmasını Güneş'in iç kısmından yüzeye taşıyan şiddetli hareketlerin bir göstergesidir. Konveksiyon olarak bilinen bu süreç, hücrelerdeki yüzeye bu parlak plazma artışını görür ve daha sonra karanlık şeritlerde yüzeyin altında soğur ve batırılır.
Gökbilimciler, Güneş'in bu tür kesin ve net görüntülerini elde ederek, uzay havasındaki ani değişiklikleri tahmin edebilmeleri için bu süreci anlamalarını geliştirmeyi umuyorlar. NSF direktörü France Córdova'nın açıkladığı gibi:
“NSF bu yer tabanlı teleskop üzerinde çalışmaya başladığından beri ilk görüntüleri hevesle bekledik. Artık bugüne kadar güneşimizin en ayrıntılı olan bu resim ve videolarını paylaşabiliriz. NSF’nin Inouye Solar Telescope'u, güneşin korona içindeki manyetik alanlarını haritalayabilecek ve güneş püskürmelerinin meydana gelebileceği Dünya üzerindeki yaşamı etkileyebilecek. Bu teleskop uzay havasını neyin harekete geçirdiğine dair anlayışımızı geliştirecek ve nihayetinde tahmincilerin güneş fırtınalarını daha iyi tahmin etmelerine yardımcı olacak.
Açıkça söylemek gerekirse, Güneş, yaklaşık 4.6 milyar yıldır var olan G tipi (sarı cüce) bir ana dizi yıldızıdır. Bu, yaklaşık 5 milyar yıl daha sürecek olan yaşam döngüsünün yaklaşık yarısına yerleştirir. Güneşe güç veren (ve tüm ışık, ısı ve enerjimizi sağlayan) kendi kendine yeten nükleer füzyon işlemi, saniyede yaklaşık 5 milyon ton hidrojen yakıt tüketir.
Bu işlem tarafından yaratılan enerjinin tamamı, her yöne doğru uzaya yayılır ve Güneş Sisteminin en uç noktasına ulaşır. 1950'lerden bu yana, bilim adamları Dünya'nın Güneş atmosferi içinde bulunduğunu ve hava koşullarındaki değişikliklerin Dünya üzerinde derin bir etkisi olduğunu anladılar. Şimdi bile, onlarca yıl sonra, Güneş'in bilinmeyen en hayati süreçleri hakkında çok şey var.
Matt Mountain, Inouye Güneş Teleskobu'nu yöneten Astronomi Araştırma Üniversiteleri Derneği'nin başkanıdır. Güneş astronomisinin amacını açıkladığı gibi:
“Dünyada, dünyanın hemen hemen herhangi bir yerinde çok yağmur yağıp yağmayacağını tahmin edebiliriz ve uzay havası henüz orada değil. Tahminlerimiz, daha fazla olmasa da, karasal havaların 50 yıl gerisinde kalıyor. İhtiyacımız olan şey, hava koşullarının altında yatan fiziği kavramak ve bu güneşte başlıyor, bu Inouye Güneş Teleskobu'nun önümüzdeki on yıllar boyunca çalışacağı şey. ”
Gökbilimciler, Güneş’in plazmasının hareketinin, Güneş’in manyetik alan çizgilerinin bükülmesine ve karışmasına neden olmaları nedeniyle güneş fırtınalarıyla ilgili olduğunu belirlediler. Güneş'in manyetik alanını ölçmek ve karakterize etmek, potansiyel olarak zararlı güneş aktivitesinin nedenlerini belirlemek için çok önemlidir - bu, Inouye Güneş Teleskopunun benzersiz niteliklere sahip olduğu bir şeydir.
Inouye Solar Telescope'un direktörü Thomas Rimmele'ye göre, hepsi Güneş'in manyetik alanına geliyor. “Güneşin en büyük gizemlerini çözmek için, sadece 93 milyon mil uzaklıktaki bu küçük yapıları açıkça görebilmemiz değil, manyetik alan kuvvetlerini ve yüzeye yakın yönlerini çok hassas bir şekilde ölçebilmemiz ve alanı milyonlara uzanırken izleyebilmemiz gerekiyor. - derece korona, güneşin dış atmosferi. ”
Güneş dinamiğini daha iyi anlamanın en büyük faydalarından biri, büyük hava olaylarını tahmin etme yeteneğidir. Günümüzde hükümetler ve uzay ajansları, olayları yaklaşık 48 dakika önceden tahmin edebilmektedir. Ancak Inouye Solar Telescope ve diğer güneş gözlemevleri tarafından yürütülen araştırmalar sayesinde, gökbilimciler bunu 48 saate kadar almayı bekliyorlar.
Bu bize, bu olayların güç şebekelerini, kritik altyapıyı, uyduları ve uzay istasyonlarını devirmemesini sağlamak için daha fazla zaman verecektir. Doğal olarak, Güneş'i izleme işi kolay bir iş değildir ve tehlikelerden adil payı ile gelir. Bu nedenle Inouye Güneş Teleskobu, inşaat, mühendislik ve astronomi açısından birçok yeni gelişmeden yararlanmaktadır.
Bu, 4 m (13 ft) aynasını (herhangi bir güneş teleskopunun en büyüğü), Dünya atmosferinin neden olduğu bozulmayı telafi etmek için uyarlanabilir optikleri ve Haleakala’nın 3000 m'den (10.000 ft) fazla zirvesindeki bozulmamış izleme koşullarını içerir. Teleskop ayrıca Güneş'ten 13 kilovat güneş enerjisine odaklanmaktan aşırı ısınmamasını sağlamak için çeşitli korumalara dayanır.
Bu, güneş ışığının çoğunu kubbeyi örten ve teleskop etrafındaki sıcaklıkları sabit tutan ana aynadan ve soğutma plakalarından uzak tutan yüksek teknoloji ürünü, sıvı soğutmalı bir metal torus (“ısı durdurma”) ile yapılır. Gözlemevinin içi, gece boyunca kısmen biriken buzla soğutulan 11.25 km (7 mi) soğutucu boruları ve hava dolaşımı ve gölge sağlayan iç panjurlar kullanılarak serin tutulur.
Rimmele, “Herhangi bir güneş teleskopunun en büyük diyafram açıklığı, benzersiz tasarımı ve en gelişmiş enstrümantasyonu ile Inouye Güneş Teleskobu ilk kez güneşin en zorlu ölçümlerini yapabilecektir” dedi. . “Önde gelen bir güneş araştırma gözlemevi tasarlamaya ve inşa etmeye adanmış büyük bir ekip tarafından 20 yıldan fazla çalışmanın ardından, bitiş çizgisine yaklaşıyoruz. Şu anda bu inanılmaz teleskopla yükselen yeni güneş döngüsünün ilk güneş lekelerini gözlemleyecek kadar heyecanlıyım. ”
NSF'nin Astronomi Bilimleri Bölümü'nde program direktörü David Boboltz da tesisin inşaat ve operasyonlarını denetlemekten sorumlu. Belirttiği gibi, bu görüntüler Inouye Güneş Teleskobu için buzdağının sadece görünen kısmı:
“Önümüzdeki altı ay boyunca Inouye teleskopunun bilim adamları, mühendisler ve teknisyenler ekibi, teleskopu uluslararası güneş bilim topluluğu tarafından kullanıma hazır hale getirmek için test etmeye ve devreye almaya devam edecek. Inouye Güneş Teleskobu, hayatının ilk 5 yılında güneşimiz hakkında Galileo'nun 1612'de güneşte bir teleskopu ilk kez göstermesinden bu yana toplanan tüm güneş verilerinden daha fazla bilgi toplayacaktır. ”
Inouye Solar Telescope, önümüzdeki yıllarda güneş astronomisinde devrim yaratacak bir üçlü enstrümanın bir parçasıdır. NASA’nın (şu anda Güneş'in yörüngesinde olan) Parker Solar Probe ve yakında piyasaya sürülecek olan ESA / NASA Güneş Orbiter'i de buna katıldı. Valentin Pillet'in (NSF'nin Ulusal Güneş Gözlemevi'nin direktörü) özetlediği gibi, bir güneş fizikçisi olmak heyecan verici bir zamandır:
“Inouye Solar Telescope, güneşin dış katmanlarını ve bunların içinde meydana gelen manyetik süreçleri uzaktan algılayacaktır. Bu süreçler, Parker Solar Probe ve Solar Orbiter görevlerinin sonuçlarını ölçeceği güneş sistemine yayılır. Hepsi birlikte, yıldızların ve gezegenlerinin manyetik olarak nasıl birbirine bağlandığını anlamaya çalışan gerçek bir çok haberci oluşturuyorlar. ”
