أكبر تلسكوب شمسي في العالم ينتج صورة لم يسبق لها مثيل لنجمنا

Send

التلسكوب الشمسي دانيال ك.إنوي (DKIST) ، أكبر تلسكوب شمسي في العالم ، التقط أول صورة له الشمس - الصورة الأعلى دقة لنجمنا حتى الآن - الشهر الماضي.

تبدأ الصورة ما يأمل العلماء في أن تكون دراسة لمدة 50 عامًا لأهم نجم على وجه الأرض. تكشف الصور الجديدة عن هياكل مغناطيسية صغيرة بتفاصيل مذهلة. بينما ينتهي البناء على التلسكوب البالغ طوله 4 أمتار في ذروة هاليكالا في جزيرة ماوي في هاواي، سيبدأ المزيد من أدوات التلسكوب في الاتصال بالإنترنت ، مما يزيد من قدرته على تسليط الضوء على أشعة الشمس النشطة.

دقة وحساسية Inouye الفريدة ستسمح لها باستكشاف المجال المغناطيسي للشمس لأول مرة أثناء دراسة الأنشطة التي تدفع مناخ الفضاء في حي الأرض. يمكن للجزيئات المشحونة المنبعثة من الشمس أن تتداخل مع الأقمار الصناعية الميكانيكية وشبكات الطاقة والبنية التحتية للاتصالات. سوف يغطس التلسكوب الجديد أيضًا في أحد أكثر الألغاز الشمسية بديهية: لماذا هالة الشمس، أو الطبقة الخارجية ، أكثر سخونة من سطحها المرئي.

وقال توماس ريميل مدير Inouye خلال مؤتمر صحفي يوم الجمعة (24 يناير) "هذه هي الصور والأفلام عالية الدقة للسطح الشمسي التي تم التقاطها على الإطلاق". "حتى الآن ، رأينا للتو قمة جبل الجليد".

"سكين الجيش السويسري"

بدأ البناء على تلسكوب إينوي الشمسي في عام 2012. ومنذ ذلك الحين ، ظل التلسكوب في الميزانية وفي الموعد المحدد ، وفقًا لديف بوبولتز ، مدير البرنامج بقسم علم الفلك التابع للمؤسسة الوطنية للعلوم.

التقط التلسكوب الصورة التي تم إصدارها حديثًا ، وهي أول صورة هندسية لها ، في 10 ديسمبر 2019 ، لكن المرصد لم يكتمل بعد. كان هناك جهاز واحد فقط ، هو جهاز التصوير واسع النطاق المرئي (VBI) ، الذي كان يعمل في ذلك الوقت. يلتقط VBI صورًا عالية الدقة للغاية للسطح الشمسي والجو السفلي.

بدأت أداة المرصد الثانية ، مقياس الطيف المرئي (VISP) ، العمل يوم الخميس (23 يناير). مثل المنشور ، يقسم VISP الضوء إلى ألوانه المكونة لتوفير قياسات دقيقة لخصائصه على طول أطوال موجية متعددة. سيتم تشغيل الأدوات المتبقية مع استمرار البناء في المبنى المكون من 13 طابقًا ، مع التخطيط لبدء العمليات الكاملة في يوليو 2020.

قال ريميل: "نحن الآن في السباق الأخير لماراثون طويل جداً".

الصور المضيئة الأولى التي تم التقاطها هي صورة ملونة زائفة للشمس. نظرًا لأن المبنى لا يزال قيد الإنشاء ، تمت معالجة الصور فقط ولكن لم يتم تحليلها للحصول على نتائج علمية. ومع ذلك ، قال ريميل أن الهياكل المغناطيسية التي ظهرت سابقًا في الصور الشمسية كنقاط ساطعة واحدة يمكن رؤيتها الآن على أنها العديد من الهياكل الأصغر ، مما يوفر إشارة إلى قدرات التلسكوب الشمسي الجديد.

الأداة التالية التي سيتم تسليمها إلى القمة ستكون Cryogenic Near Infrared Spectra-Polarimeter ، والتي ستدرس الغلاف الجوي الشمسي في أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء ، من أجل استكشاف المجالات المغناطيسية في هالة الشمس عبر مجال رؤية كبير. بعد فترة وجيزة ، سيصل Diffraction Limited Near Infrared Spectrom-Polarimeter ، في النهاية باستخدام الألياف الضوئية لجمع البيانات الطيفية في كل نقطة في صورة شمسية ثنائية الأبعاد ، مما يسمح لها بقياس المعلومات المكانية والطيفية في وقت واحد. ستلتقط الأداة النهائية ، وهي المرشح المرئي القابل للضبط ، صورًا عالية الدقة للشمس أثناء إجراء عمليات مسح ضوئي عالية السرعة للضوء يمكنها تحديد الذرات والجزيئات.

من المفترض أن تعمل Inouye لمدة 44 عامًا ، والتي يجب أن تغطي اثنين من الشمس الكاملة لمدة 22 عامًا الدورات الشمسية. من المرجح أن تتغير مجموعة أدواتها بمرور الوقت.

قال بوبولتز: "إن القوة الحقيقية في تلسكوب إينوي الشمسي هي مرونته وقابليته للترقية". "إن الأمر يشبه امتلاك سكين الجيش السويسري لدراسة الشمس."

حلالا للطاقة الشمسية

تقوم الشمس بإلقاء المواد باستمرار في الفضاء في جميع الاتجاهات. تتفاعل هذه الرياح الشمسية المستمرة مع المجال المغناطيسي للأرض ، مما يتسبب في حدوث الشفق.

الانفجارات الأخرى أكثر درامية. من حين لآخر ، تبصق الشمس قطعًا كبيرة من البلازما والجسيمات المعروفة باسم قذف الكتلة التاجية (CMEs) ؛ إذا وصلت هذه إلى الأرض ، فإنها يمكن أن تؤثر على الأقمار الصناعية وشبكات الطاقة ، مع أقوى التسبب في انقطاع التيار الكهربائي. وقعت واحدة من أشهر الكوارث الحديثة في عام 1989 عندما ضربت عاصفة مغناطيسية كويبك ، مما أدى إلى انقطاع التيار الكهربائي لمدة تسع ساعات عبر الأراضي الكندية. حددت الدراسات تكلفة انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع عشرات المليارات إلى تريليونات من الدولارات ، حسب الظروف.

يمكن أن تصبح هذه الآثار أكثر حدة. وقال بوبولتز "اعتمادنا المتزايد على التكنولوجيا يزيد بشكل كبير من ضعفنا تجاه طقس الفضاء".

يمكن أن تكون الآثار صغيرة ولكنها مدمرة. في سبتمبر 2017 ، عندما تقدمت ثلاثة أعاصير في جميع أنحاء منطقة البحر الكاريبي ، تسببت التوهجات الشمسية انقطاعات راديو متعددة على الجانب المضاء بنور الشمس من الأرض. أوقفت العديد من حالات انقطاع الصوت في الراديو الاتصالات خلال الوقت الخطير ، وأحيانًا لمدة تصل إلى 8 ساعات.

وقالت فالنتين بيليت ، مديرة مؤسسة العلوم الوطنية ، خلال المؤتمر الصحفي: "حدث طبيعي على الأرض وحدث طبيعي على الشمس ، عند الجمع بينهما ، يمثلان تهديدًا أكبر لمجتمعنا".

يجب أن يسمح تلسكوب Inouye لعلماء الفلك بمعرفة المزيد عن العوامل التي تدفع طقس الفضاء. قد يساعد هذا الفهم في تسريع التوقعات للأحداث الأكثر تطرفًا ، مما يسمح باستجابة أسرع أثناء المواقف الخطرة.

لن تعمل Inouye وحدها لتحقيق ذلك. وقالت بيليت: "لفهم العوامل المؤثرة في الطقس الفضائي وتأثيره ، نحتاج إلى استخدام نهجين متكاملين". سيتعامل Inouye مع الأول ، مما يجعل الملاحظات المتعمقة للسطح المغناطيسي للشمس.

يتطلب النهج الثاني إرسال مركبة فضائية بالقرب من الشمس.

وكالة ناسا مسبار باركر الشمسي تم إطلاقه في 2018 وسيصل مسافة 4 ملايين ميل (6 ملايين كيلومتر) في أقرب اقتراب من النجم. في فبراير ، ستطلق وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية المدار الشمسي، وهي مهمة مكرسة لدراسة الغلاف الشمسي للشمس ، فقاعة الجسيمات المشحونة التي تضخها الرياح الشمسية في الفضاء.

وقال بيليت إن الثلاثي "مكمل للغاية بطرق مختلفة". بينما ستقدم Inouye نظرة مفصلة على المجال المغناطيسي للشمس ، ستضع البعثات الفضائية ملاحظاتها في سياق النشاط الشمسي والطقس الشمسي.

وقال بيليت "سيكونان معا في طليعة الاكتشافات خلال نصف القرن المقبل." وقال "إنه حقا وقت عظيم أن تكون عالم فلك شمسي".

"بيت الشمس"

Haleakala ، هاواي عن "House of the Sun" ، يبدو وكأنه المكان المثالي لتلسكوب شمسي. يشتهر العالم بشروق الشمس المذهلة التي يستقبلها البركان الخامد 15 دقيقة من ضوء النهار من جزء مستوى سطح البحر من جزيرة ماوي.

وفقا للتقاليد في هاواي ، أخذ البركان اسمه من خدعة لعبها على الشمس من قبل الإله ديمي ماوي. واشتكت والدة ماوي من أن الشمس تسرع عبر السماء بسرعة كبيرة بحيث لا يجف قماشها. صعد المحتال إلى قمة الجبل وشمس الشمس ، رافضًا الإفراج عنها حتى توافق الشمس على الإبطاء. لتأمين إطلاق سراحه ، وافقت الشمس على السفر ببطء أكثر ستة أشهر من السنة.

لقد أحدثت الأهمية الروحية لقمم هاواي دمارا على التلسكوبات الأخرى. الاحتجاجات حول الوجود الفلكي المتزايد على ماونا كيا توقف البناء التلسكوب الثلاثين متر. لم ينجو Inouye من المعارضة. في عامي 2015 و 2017 ، تجمع المئات من المتظاهرين لمنع سيارات البناء من السفر إلى قمة القمة.

منذ ذلك الحين ، اجتمع مسؤولو التلسكوب مرتين في السنة مع مجموعة عمل من سكان هاواي الأصليين ، الذين ينوون إحضارهم لرؤية التلسكوب النهائي. كما تم بناء مركز جديد لدعم العلوم في قاعدة الجبل لتقديم الدعم خارج الموقع ، وتبقى القمة مفتوحة أمام سكان هاواي الأصليين الذين يرغبون في ممارسة دينهم على منحدراته.

لقد وضع المرصد الشمسي الوطني أيضًا مجموعة من خطط الدروس لمعلمي المدارس المتوسطة التي تسلط الضوء على تاريخ هاواي الطويل في علم الفلك الذي كان قدمت للمعلمين المحليين في عام 2019.

قال بوبولتز: "لقد تمكنا من تخفيف الكثير من هذا الخلاف".