Inouyen aurinkoteleskoopin uusi kuva tarjoaa ennennäkemättömän näkymän auringon monimutkaiseen toimintaan ja edistää avaruussään ymmärtämistä
Äskettäin julkaistu kuva auringon pinnasta, joka on otettu kaikkien aikojen tehokkaimmalla aurinkoteleskoopilla, tarjoaa vertaansa vailla olevan näkymän lähimmän tähtemme myrskyisään rakenteeseen.
Tämä vaikuttava otos on ensimmäinen, joka on otettu uudella säädettävällä näkyvän valon suotimella (VTF) Daniel K. Inouyen aurinkoteleskoopissa, jota käyttää Yhdysvaltain kansallinen tiedesäätiö (NSF). Laitteella voidaan havainnoida auringon pinnalla tapahtuvia ilmiöitä kolmiulotteisesti ja yksityiskohtaisesti, virallisen lausunnon mukaan.
Lähikuva esittää tummaa auringonpilkkuryhmää — mantereen kokoista aluetta — joka sijaitsee lähellä auringon fotosfäärin keskustaa, eli auringon näkyvää pintakerrosta. Resoluutio yltää 10 kilometriin pikseliä kohden.
Nämä pilkut osoittavat alueita, joilla on voimakasta magneettista aktiivisuutta ja joilla tapahtuu usein auringonpurkauksia ja koronan massapurkauksia (CME) — valtavia plasma- ja magneettikenttäpilviä, jotka sinkoutuvat auringon koronasta.
Tällaiset korkean resoluution kuvat, kuten tämä joulukuun alussa otettu, ovat olennaisia avaruussään ymmärtämisen ja ennustamisen kehittämisessä, selittää Friedrich Woeger, hankkeen instrumenttiasiantuntija. ”Äärimmäiset tapahtumat, kuten vuoden 1859 aurinkomyrsky, ns. Carringtonin tapahtuma, aiheuttivat jopa lennätinlinjojen syttymisiä. Meidän on ymmärrettävä näiden ilmiöiden taustamekanismit ja niiden vaikutukset teknologisiin järjestelmiimme,” hän sanoo.
CME-purkaukset voivat olla vuorovaikutuksessa Maan magneettikentän kanssa, mikä voi vaikuttaa kriittiseen infrastruktuuriin kuten sähköverkkoihin ja satelliittiviestintään.
Aurinko käy läpi 11 vuoden magneettisen aktiivisuuden jaksoja, vaihdellen hiljaisen ja aktiivisen kauden välillä. Lokakuussa NOAA, NASA ja kansainvälinen aurinkosyklin ennustepaneeli ilmoittivat, että nykyinen sykli on saavuttanut huippunsa — ns. ”auringonmaksimin”. Tässä vaiheessa auringon magneettinavat kääntyvät ja auringonpilkkujen määrä kasvaa.
Auringonmaksimin aikana Inouyen teleskooppi on lisännyt kuvien keruuta instrumenttitestejä varten ja hyödyntää tilannetta vangitakseen näyttäviä kuvia auringon dynamiikasta.
Miten aurinko toimii sisältäpäin
Coloradon yliopiston tutkija Mark Mieschin mukaan — vaikka hän ei ole suoraan mukana tutkimuksessa — auringon ytimen lämpö siirtyy konvektioliikkeiden avulla, jotka muistuttavat kiehuvan keiton liikettä liedellä.
Auringonpilkut toimivat ”magneettisina esteinä”, jotka vaikeuttavat lämmön pääsyä ulos. Siksi nämä alueet näyttävät tummemmilta — ne säteilevät vähemmän valoa ja ovat suhteellisesti viileämpiä kuin muu pinta, vaikka ovat silti kuumempia kuin mikään maanpäällinen uuni, Miesch kertoo.
Auringon tekstuurinen ulkonäkö johtuu lämpötila- ja tiheysvaihteluista sen ulomman kerroksen välillä. VTF suodin mahdollistaa näiden kerrosten tutkimisen suodattamalla eri aallonpituuksia valosta, ikään kuin viritysväline, joka paljastaa mitä tapahtuu kussakin ilmakehän kerroksessa.
Tämä prosessi mahdollistuu etalonin avulla — kahden mikrometrien välein erotetun lasilevyn — joka hyödyntää aallon interferenssin periaatetta, samaa teknologiaa, jota käytetään melunvaimennuskuulokkeissa. Lasilevyjen väli määrää, mitkä valon aallonpituudet pääsevät läpi ja mitkä estetään.
Sekunneissa VTF tallentaa satoja kuvia eri taajuuksilla ja yhdistää ne kolmiulotteiseksi malliksi auringon aktiivisuudesta. Näiden tietojen avulla tutkijat voivat analysoida lämpötilan, paineen, nopeuden ja magneettikenttien vaihteluita auringon eri kerroksissa.
”Oli epätodellinen hetki nähdä ensimmäiset spektriskannaukset. Yhdelläkään muulla teleskoopin laitteella ei ole tätä kykyä,” kertoi tohtori Stacey Sueoka, kansallisen aurinko-observatorion optiikkainsinööri.
Auringon havainnoinnin tulevaisuus
VTF:n kehitystyö vei yli vuosikymmenen. Se sijaitsee Haleakalā-tulivuoren huipulla, 3 000 metrin korkeudessa Mauilla, Havaijilla, ja se vie useita kerroksia Inouyen aurinkoteleskoopissa.
Rakennettu Saksassa Aurinkofysiikan instituutissa, laite kuljetettiin Atlantin ja Tyynenmeren yli ja koottiin paikan päällä pala palalta, ”kuin laiva pullossa”, Woegerin sanoin.
VTF:n odotetaan olevan täysin toiminnassa vuoteen 2026 mennessä.
”Voidaan sanoa, että VTF edustaa Inouyen teleskoopin teknologista sydäntä — ja nyt se sykkii oikealla paikallaan,” totesi tohtori Matthias Schubert, projektitutkija Aurinkofysiikan instituutista.
Tämä hanke on osa maailmanlaajuista pyrkimystä ymmärtää paremmin Aurinkoa. Siihen kuuluvat myös Solar Orbiter (ESA ja NASA) sekä Parker Solar Probe -luotain — ensimmäinen, joka on kirjaimellisesti ’koskettanut’ Aurinkoa.
Lähde ja kuvat: CNN. Tämä sisältö on luotu tekoälyn avulla ja tarkistettu toimitustiimin toimesta.
