El Telescopio Solar Daniel K. Inouye (DKIST), el telescopio solar más grande del mundo, capturó su primera imagen de el sol - La imagen de mayor resolución de nuestra estrella hasta la fecha, el mes pasado.
La imagen comienza con lo que los científicos esperan que sea un estudio de casi 50 años de la estrella más importante de la Tierra. Las nuevas imágenes revelan pequeñas estructuras magnéticas con increíble detalle. A medida que la construcción del telescopio de 4 metros termina en la cima de Haleakala en la isla hawaiana de Maui, más instrumentos del telescopio comenzarán a conectarse, lo que aumentará su capacidad de arrojar luz sobre el sol activo.
La resolución y sensibilidad únicas de Inouye le permitirán sondear el campo magnético del sol por primera vez mientras estudia las actividades que impulsan clima espacial en el barrio de la tierra. Las partículas cargadas que se desprenden del sol pueden interferir con los satélites mecánicos, las redes eléctricas y la infraestructura de comunicación de la Tierra. El nuevo telescopio también profundizará en uno de los misterios solares más contraintuitivos: por qué corona del sol, o capa externa, es más caliente que su superficie visible.
"Estas son las imágenes y películas de la superficie solar de mayor resolución jamás tomadas", dijo el director de Inouye, Thomas Rimmele, durante una conferencia de prensa el viernes (24 de enero). "Hasta ahora, acabamos de ver la punta del iceberg".
"Una navaja suiza"
La construcción comenzó en el Telescopio Solar Inouye en 2012. Desde entonces, el telescopio se ha mantenido dentro del presupuesto y el cronograma, según Dave Boboltz, director del programa de la División de Astronomía de la Fundación Nacional de Ciencias.
El telescopio capturó la imagen recién lanzada, que es su primera imagen de ingeniería, el 10 de diciembre de 2019, pero el observatorio aún no está completo. Solo un instrumento, el Visible Broadband Imager (VBI), estaba operativo en ese momento. El VBI toma imágenes de muy alta resolución de la superficie solar y la atmósfera inferior.
El segundo instrumento del observatorio, el espectropolarímetro visible (VISP), comenzó a funcionar el jueves (23 de enero). Al igual que un prisma, VISP divide la luz en sus colores componentes para proporcionar mediciones precisas de sus características a lo largo de múltiples longitudes de onda. Los instrumentos restantes se encenderán a medida que continúe la construcción del edificio de 13 pisos, con operaciones completas planeadas para comenzar en julio de 2020.
"Ahora estamos en la carrera final de una maratón muy larga", dijo Rimmele.
Las primeras imágenes de luz capturadas son una imagen en falso color del sol. Debido a que el edificio aún está en construcción, las imágenes solo se procesaron pero no se analizaron para obtener resultados científicos. Sin embargo, Rimmele dijo que el estructuras magnéticas que aparecía anteriormente en imágenes solares como puntos brillantes individuales ahora son visibles como varias estructuras más pequeñas, lo que proporciona una pista de las capacidades del nuevo telescopio solar.
El próximo instrumento que se entregará a la cumbre será el Espectro-Polarímetro criogénico del infrarrojo cercano, que estudiará la atmósfera solar en longitudes de onda infrarrojas, para sondear campos magnéticos en la corona del sol sobre un gran campo de visión. Poco después, llegará el espectrómetro-polarímetro infrarrojo cercano de difracción limitada, que finalmente utilizará fibras ópticas para recopilar datos espectrales en cada punto de una imagen solar bidimensional, lo que le permitirá medir simultáneamente información espacial y espectral. El instrumento final, el filtro sintonizable visible, capturará imágenes del sol de muy alta resolución mientras realiza escaneos de alta velocidad de la luz que pueden identificar átomos y moléculas.
Inouye está destinado a operar durante 44 años, lo que debería cubrir dos de los 22 años completos del sol. ciclos solares. Su conjunto de instrumentos probablemente cambiará con el tiempo.
"El poder real en el Telescopio Solar Inouye es su flexibilidad, su capacidad de actualización", dijo Boboltz. "Es como tener una navaja suiza para estudiar el sol".
Solucionador solar
El sol constantemente arroja material al espacio en todas las direcciones. Este viento solar en curso interactúa con el campo magnético de la Tierra, causando las auroras.
Otros arrebatos son más dramáticos. Ocasionalmente, el sol escupirá grandes trozos de plasma y partículas conocidas como eyecciones de masa coronal (CME); Si llegan a la Tierra, pueden afectar a los satélites y las redes eléctricas, y los apagones más potentes. Una de las catástrofes modernas más conocidas ocurrió en 1989 cuando una tormenta geomagnética azotó Quebec, provocando un apagón de nueve horas en todo el territorio canadiense. Los estudios han establecido el costo de un apagón generalizado decenas de miles de millones a trillones de dólares, dependiendo de las circunstancias.
Tales efectos podrían volverse más severos. "Nuestra creciente dependencia de la tecnología aumenta en gran medida nuestra vulnerabilidad al clima espacial", dijo Boboltz.
Los efectos pueden ser pequeños pero devastadores. En septiembre de 2017, cuando un trío de huracanes avanzó por el Caribe, las erupciones solares causaron múltiples apagones de radio en el lado iluminado por el sol de la Tierra. Múltiples apagones de radio detuvieron las comunicaciones durante el tiempo peligroso, a veces hasta por 8 horas.
"Un evento natural en la Tierra y un evento natural en el sol, cuando se combinan, representan una amenaza mucho mayor para nuestra sociedad", dijo Valentin Pillet, director de la Fundación Nacional de Ciencias, durante la conferencia de prensa.
El telescopio Inouye debería permitir a los astrónomos aprender más sobre lo que impulsa el clima espacial. Esta comprensión puede ayudar a acelerar las predicciones para los eventos más extremos, permitiendo una respuesta más rápida durante situaciones peligrosas.
Inouye no actuará solo para lograr esto. "Para comprender realmente los impulsores y el impacto del clima espacial, necesitamos utilizar dos enfoques complementarios", dijo Pillet. Inouye se encargará del primero, haciendo observaciones en profundidad de la superficie magnética del sol.
El segundo enfoque requiere enviar naves espaciales cerca del sol.
De la NASA Sonda solar Parker lanzado en 2018 y se acercará a 4 millones de millas (6 millones de kilómetros) en su aproximación más cercana a la estrella. En febrero, la NASA y la Agencia Espacial Europea lanzarán el Orbitador Solar, una misión dedicada al estudio de la heliosfera del sol, la burbuja de partículas cargadas impulsadas por el viento solar.
El trío es "muy complementario en diferentes formas", dijo Pillet. Si bien Inouye proporcionará una visión detallada del campo magnético del sol, las misiones espaciales colocarán sus observaciones en contexto con la actividad solar y el clima solar.
Juntos, "estarán a la vanguardia del descubrimiento durante el próximo medio siglo", dijo Pillet. "Realmente es un buen momento para ser astrónomo solar", dijo.
"Casa del sol"
Haleakala, hawaiano para "Casa del Sol", parece el escenario ideal para un telescopio solar. Mundialmente famoso por sus espectaculares amaneceres, el volcán inactivo recibe aproximadamente 15 minutos más luz del día que la porción del nivel del mar de la isla de Maui.
Según la tradición hawaiana, el volcán tomó su nombre de un truco jugado en el sol por el semidiós Maui. La madre de Maui se quejó de que el sol atravesaba el cielo tan rápido que su tela no podía secarse. El embaucador trepó a la cima de la montaña y ató el sol, negándose a soltarlo hasta que el sol accedió a disminuir la velocidad. Para asegurar su liberación, el sol acordó viajar más lentamente durante seis meses del año.
El significado espiritual de los picos hawaianos ha causado estragos en otros telescopios. Protestas sobre la creciente presencia astronómica en Mauna Kea tiene construcción detenida del telescopio de treinta metros. Inouye no escapó de la oposición. En 2015 y 2017, cientos de manifestantes se reunieron para impedir que los vehículos de construcción viajaran a la cima del pico.
Desde entonces, los funcionarios del telescopio se han reunido dos veces al año con un grupo de trabajo de nativos hawaianos, a quienes tienen la intención de traer para ver el telescopio terminado. También se construyó un nuevo Centro de Apoyo Científico en la base de la montaña para proporcionar apoyo fuera del sitio, y el pico permanece abierto para los hawaianos nativos que desean practicar su religión en sus laderas.
El Observatorio Solar Nacional también ha reunido un conjunto de planes de lecciones para maestros de escuela intermedia que destacan la larga historia de astronomía de Hawai que fue presentado a los maestros locales en 2019
"Hemos podido suavizar gran parte de esa disputa", dijo Boboltz.
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