Die detailliertesten Bilder der Sonnenoberfläche

Die ersten Fotos der gerade veröffentlichten National Science Foundation ( NSF ), Daniel C. Inoue, zeigen einzigartige Details auf der Sonnenoberfläche und zeigen das erstaunliche Testergebnis dieses herausragenden 4-Meter-Solarteleskops. Das Inoue-Solarteleskop ( DKIST ) auf dem Gipfel des Haleakala-Vulkans auf der hawaiianischen Insel Maui wird eine neue Ära der Solarwissenschaft einleiten und einen Schritt vorwärts machen, um die Sonne und ihre Auswirkungen auf unseren Planeten zu verstehen.


_{Das Bild der Sonnenoberfläche mit der bislang höchsten Auflösung}

Aktivitäten auf der Sonne, die als "Weltraumwetter" bezeichnet werden, können alle Arten von Systemen auf der Erde beeinflussen. Magnetische „Eruptionen“ in der Sonne können den Betrieb des Luftverkehrs negativ beeinflussen, die Satellitenkommunikation beeinträchtigen, zum Ausfall elektrischer Netze führen, längere Stromunterbrechungen verursachen und das GPS stören.

_{Animation von 10-minütigen Ereignissen in einem kleinen Bereich der Sonne}

Die ersten Bilder des Inoue-Sonnenteleskops zeigen eine Nahaufnahme der Sonnenoberfläche, mit deren Hilfe Wissenschaftler sie detailliert untersuchen können. Die Bilder zeigen ein Bild von turbulentem „kochendem“ Plasma, das die gesamte Sonne bedeckt. Karierte Strukturen - jeweils so groß wie Texas (oder beispielsweise die autonome Region Tschukotka in Russland) - sind ein Zeichen intensiver Strömungen, die Wärme vom Inneren der Sonne an ihre Oberfläche transportieren. Dieses heiße Sonnenplasma steigt in den hellen Zentren der „Zellen“ auf, kühlt ab und taucht dann im Bereich dunkler Bänder infolge eines als Konvektion bekannten Prozesses unter die Oberfläche. In diesen dunklen Streifen sehen wir auch winzige, helle Punktmarkierungen von Magnetfeldern. Noch nie zuvor so klar gesehen, leiten diese hellen Flecken nach Ansicht der Wissenschaftler Energie an die äußeren Schichten der Sonnenatmosphäre.die Krone genannt. Diese hellen Flecken können einer der Hauptgründe sein, warum die Sonnenkorona eine Temperatur von mehr als einer Million Grad hat.


_{Sie können winzige Details von der Größe von Manhattan Island sehen (es ist kleiner als der Zentralbezirk von Moskau)}

- Seit die NSF mit der Arbeit an diesem bodengestützten Teleskop begonnen hat, haben wir uns auf die ersten Bilder gefreut, sagte France Cordoba, Direktor von NSF: „Jetzt können wir diese teilen Bilder unserer Sonne, die bis heute am detailliertesten sind. Das Solarteleskop von Inoue wird in der Lage sein, Magnetfeldkarten in der Sonnenkorona zu erstellen, wo es solare „Eruptionen“ gibt, die das irdische Leben beeinflussen können. Dieses Teleskop wird unser Verständnis dafür verbessern, was vom „Weltraumwetter“ angetrieben wird, und uns letztendlich helfen, Sonnenstürme besser vorherzusagen.

Wissenserweiterung

Die Sonne ist unser nächster Stern, ein riesiger thermonuklearer Reaktor, der jede Sekunde etwa 5 Millionen Tonnen Wasserstoffbrennstoff verbrennt. Dies geschieht seit etwa 5 Milliarden Jahren und wird weitere 4,5 Milliarden Jahre dauern. All diese Energie wird in alle Richtungen in den Weltraum abgestrahlt, und der winzige Teil, der auf die Erde trifft, ermöglicht unser Leben. In den 1950er Jahren fanden Wissenschaftler heraus, dass der Sonnenwind von der Sonne bis an die Ränder des Sonnensystems weht. Sie kamen auch zu dem Schluss, dass wir in der Atmosphäre dieses Sterns leben. Aber viele der wichtigsten Prozesse auf der Sonne verwirren die Wissenschaftler weiterhin.

"Auf der Erde können wir sehr genau vorhersagen, ob es irgendwo auf der Welt regnen wird, und die Ära des" Weltraumwetters "ist noch nicht angebrochen", sagte Matt Mountain, Präsident der Vereinigung der Universitäten für das Studium der Astronomie, die das Inoue-Solarteleskop steuert: "Unser Weltraum Prognosen liegen 50 Jahre hinter der Erde, wenn nicht mehr. Wir müssen die Physik hinter dem „Weltraumwetter“ verstehen und sie beginnt auf der Sonne, die in den nächsten Jahrzehnten vom Inoue-Solarteleskop untersucht wird.

Die Bewegungen des Sonnenplasmas verdrehen und verwirren ständig die solaren Magnetfelder. Verdrehte Magnetfelder können zu Sonnenstürmen führen, die unseren technologisch abhängigen modernen Lebensstil beeinträchtigen können. Während des Hurrikans Irma im Jahr 2017 berichtete die National Oceanic and Atmospheric Administration, dass ein einmaliges Ereignis bei „Weltraumwetter“ die Funkkommunikation der primären Einsatzdienste Luft- und Seekanäle an dem Tag, an dem der Hurrikan stattfand, acht Stunden lang unterbrochen hatte an Land abgestürzt.

Schließlich ist die Bildauflösung dieser winzigen magnetischen Elemente von grundlegender Bedeutung, was das Solarteleskop von Inoue einzigartig macht. Es kann das Magnetfeld der Sonne detaillierter als je zuvor messen und charakterisieren und die Ursachen für potenziell schädliche Sonnenaktivität bestimmen.

"Es geht nur um das Magnetfeld", sagte Thomas Rimmele, Direktor von Inoues Solarteleskop. "Um die größten Rätsel der Sonne zu lösen, müssen wir diese winzigen Strukturen nicht nur in einer Entfernung von fast 150 Millionen Kilometern klar, sondern auch sehr genau sehen." Messen Sie die Stärke ihres Magnetfelds in Richtung nahe der Oberfläche und verfolgen Sie auch das Feld, das sich bis zur Korona erstreckt - der äußeren Atmosphäre der Sonne.

Ein besseres Verständnis der Ursachen potenzieller Katastrophen wird es Regierungen und Versorgungsunternehmen ermöglichen, sich besser auf die unvermeidlichen zukünftigen Ereignisse vorzubereiten, die vom „Weltraumwetter“ abhängen. Die Benachrichtigung über mögliche Auswirkungen wird voraussichtlich 48 Stunden vor dem Ereignis eingehen, anstatt des aktuellen Standards, der etwa 48 Minuten beträgt. Dies gibt mehr Zeit, um die Sicherheit von Stromnetzen und kritischer Infrastruktur zu gewährleisten und Satelliten in den abgesicherten Modus zu versetzen.

Ingenieurwesen

Um die erzielten Ergebnisse zu erzielen, erforderte dieses Teleskop viele neue wichtige Ansätze für seine Konstruktion und Konstruktion. Inoues Solarteleskop wurde vom National Solar Observatory gebaut und von der Association of Universities for Astronomy Research ( AURA ) verwaltet. Es kombiniert den 4-Meter-Spiegel - den größten der Welt für ein Solarteleskop - mit beispiellosen Betrachtungsbedingungen auf dem Haleakal-Vulkan. in einer Höhe von 10.000 Fuß (über 3.000 Meter).


_{Haleakala Observatorium - Ekrem Kanli}

Die Fokussierung von 13 Kilowatt Sonnenenergie erzeugt eine enorme Wärmemenge, die zurückgehalten oder abgeführt werden muss. Ein spezielles Kühlsystem bietet den notwendigen Wärmeschutz für das Teleskop und seine Optik. Mehr als 11 km Pipelines verteilen Kühlmittel im gesamten Observatorium, das teilweise mit Eis gekühlt wird, das nachts vor Ort erzeugt wird.


_{Daniel C. Inoue Solarteleskop}

Die Kuppel, die das Teleskop bedeckt, ist mit dünnen Kühlplatten bedeckt, die die Temperatur um das Teleskop herum stabilisieren. Dies wird durch die Jalousien in der Kuppel erleichtert, die Schatten und Luftzirkulation bieten. Ein „Wärmestopper“ (ein wassergekühltes High-Tech-Metall in Donutform) blockiert den größten Teil der Sonnenenergie vom Hauptspiegel und ermöglicht es Wissenschaftlern, bestimmte Bereiche der Sonne mit beispielloser Klarheit zu untersuchen.

Das Teleskop verwendet auch moderne adaptive Optiken, um durch die Erdatmosphäre verursachte Verzerrungen auszugleichen. Das Design der Optik („außeraxiale“ Spiegelplatzierung) reduziert hell gestreutes Licht für eine bessere Sichtbarkeit und wird durch ein hochmodernes System zur genauen Fokussierung des Teleskops und zur Beseitigung von Verzerrungen durch die Erdatmosphäre ergänzt. Dieses System, mit dem die Sonne untersucht wird, ist das bisher fortschrittlichste.

„Mit der größten Öffnung unter den Solarteleskopen, einem einzigartigen Design und modernen Instrumenten kann das Inoue-Solarteleskop erstmals die komplexesten Messungen verschiedener Sonnenindikatoren durchführen“, sagte Rimmele. „Nach mehr als 20 Jahren Arbeit eines großen Teams, das ein führendes Solarobservatorium entwirft und baut Forschung, wir sind kurz vor dem Ziel. Ich freue mich sehr, dass ich mit diesem unglaublichen Teleskop die ersten Sonnenflecken des neuen Sonnenzyklus beobachten kann, die gerade erschienen sind.

Eine neue Ära der Sonnenastronomie

Inoues neues bodengestütztes Solarteleskop wird mit weltraumgestützten Sonnenbeobachtungsinstrumenten wie Solar Probe ( Parker ) - NASA (derzeit im Orbit um die Sonne) und Solar Orbiter ( SolO ) - ESA / NASA (wird in Kürze gestartet) arbeiten. Diese drei Projekte zur Überwachung der Solarenergie werden den Umfang ihrer Forschung erweitern und die Fähigkeit von Wissenschaftlern verbessern, "Weltraumwetter" vorherzusagen.

"Dies ist eine aufregende Zeit für einen Sonnenphysiker", sagte Valentin Pillet, Direktor des NSF National Solar Observatory. "Inoues Solarteleskop ermöglicht die Fernerkundung der äußeren Schichten der Sonne und der darin ablaufenden magnetischen Prozesse." Diese Prozesse erstrecken sich auf das Sonnensystem, wo die Missionen Solar Probe und Solar Orbiter ihre Auswirkungen messen. Im Allgemeinen sind sie wirklich multifunktionale Werkzeuge, um zu verstehen, wie Sterne und ihre Planeten magnetisch verbunden sind.

"Diese ersten Aufnahmen sind nur der Anfang", sagte David Bobolz, Programmdirektor der NSF-Abteilung für Astronomische Wissenschaften, der den Bau und Betrieb der Anlage überwacht. "In den nächsten sechs Monaten wird ein Team von Wissenschaftlern, Ingenieuren und Technikern des Inoue-Teleskops sie weiterhin testen und in Betrieb nehmen." Betrieb zur Vorbereitung des Teleskops für den Einsatz durch die internationale Wissenschaftsgemeinschaft für Solarenergie. Das Inoue-Solarteleskop wird in den ersten fünf Jahren seines Bestehens mehr Informationen über unsere Sonne sammeln als alle Solardaten, die seit Galileos erstem Senden seines Teleskops an die Sonne im Jahr 1612 gesammelt wurden.


_{In dieser Aufnahme, die bei einer Wellenlänge von 789 Nanometern (nm) aufgenommen wurde, sehen wir zum ersten Mal Objekte, die nur 30 km pro Pixel messen.}

Source: https://habr.com/ru/post/undefined/