Солнечный телескоп
Телескоп, используемый для наблюдения за Солнцем
Шведский солнечный телескоп в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос , Ла-Пальма , Канарские острова

Солнечный телескоп или солнечная обсерватория — это специальный телескоп, используемый для наблюдения за Солнцем . Солнечные телескопы обычно обнаруживают свет с длинами волн в видимом спектре или недалеко за его пределами . Устаревшие названия солнечных телескопов включают гелиограф и фотогелиограф .

Профессиональные солнечные телескопы

Комната для наблюдения за солнечным телескопом Макмата-Пирса

Солнечным телескопам нужна оптика достаточно большого размера для достижения наилучшего возможного предела дифракции , но в меньшей степени для соответствующей мощности сбора света других астрономических телескопов. Однако в последнее время новые более узкие фильтры и более высокая частота кадров также привели к тому, что солнечные телескопы стали работать в условиях дефицита фотонов. [1] И солнечный телескоп Дэниела К. Иноуэ , и предлагаемый Европейский солнечный телескоп (EST) имеют большие апертуры не только для увеличения разрешения, но и для увеличения мощности сбора света.

Поскольку солнечные телескопы работают днем, видимость обычно хуже, чем у ночных телескопов, поскольку земля вокруг телескопа нагревается, что вызывает турбулентность и ухудшает разрешение. Чтобы смягчить это, солнечные телескопы обычно строятся на башнях , а конструкции окрашиваются в белый цвет. Голландский открытый телескоп построен на открытом каркасе, что позволяет ветру проходить через всю конструкцию и обеспечивать охлаждение вокруг главного зеркала телескопа.

Другая проблема, характерная для солнечного телескопа, — это тепло, выделяемое плотно сфокусированным солнечным светом. По этой причине тепловой стопор является неотъемлемой частью конструкции солнечных телескопов. Для солнечного телескопа Дэниела К. Иноуэ тепловая нагрузка составляет 2,5 МВт/м 2 , при пиковой мощности 11,4 кВт. [2] Цель такого теплового стопора — не только выдерживать эту тепловую нагрузку, но и оставаться достаточно холодным, чтобы не вызывать дополнительную турбулентность внутри купола телескопа.

Профессиональные солнечные обсерватории могут иметь основные оптические элементы с очень большими фокусными расстояниями (хотя и не всегда, Dutch Open Telescope ) и световые пути, работающие в вакууме или гелии , чтобы исключить движение воздуха из-за конвекции внутри телескопа. Однако это невозможно для апертур более 1 метра, при которых перепад давления на входном окне вакуумной трубки становится слишком большим. Поэтому солнечный телескоп Дэниела К. Иноуэ и EST имеют активное охлаждение купола, чтобы минимизировать разницу температур между воздухом внутри и снаружи телескопа.

Из-за узкого пути Солнца по небу некоторые солнечные телескопы зафиксированы на месте (иногда закопаны под землю), и единственной подвижной частью является гелиостат для отслеживания Солнца. Одним из примеров является солнечный телескоп Макмата-Пирса .

Солнце, будучи ближайшей к Земле звездой, предоставляет уникальную возможность изучать физику звезд с высоким разрешением. До 1990-х годов [3] оно было единственной звездой, поверхность которой была разрешена. Общие темы, которые интересуют солнечного астронома, это его 11-летняя периодичность (т. е. солнечный цикл ), солнечные пятна , активность магнитного поля (см. солнечное динамо ), солнечные вспышки , выбросы корональной массы , дифференциальное вращение и физика плазмы .

Другие виды наблюдения

Большинство солнечных обсерваторий ведут оптические наблюдения в видимом, ультрафиолетовом и ближнем инфракрасном диапазонах длин волн, но можно наблюдать и другие солнечные явления — хотя и не с поверхности Земли из-за поглощения атмосферой :

Любительские солнечные телескопы

Организовано публичное мероприятие для наблюдения за Солнцем с помощью солнечного телескопа и солнечных очков
Схема клина Гершеля и других методов наблюдения за Солнцем

В области любительской астрономии существует множество методов наблюдения за Солнцем. Любители используют все, от простых систем для проецирования Солнца на лист белой бумаги, светофильтров , клиньев Гершеля , которые перенаправляют 95% света и тепла от окуляра, [4] до систем водородно-альфа-фильтров и даже самодельных спектрогелиоскопов . В отличие от профессиональных телескопов, любительские солнечные телескопы обычно намного меньше. [ требуется цитата ]

В обычном телескопе чрезвычайно темный фильтр в отверстии первичной трубы используется для уменьшения света Солнца до приемлемого уровня. Поскольку наблюдается полный доступный спектр, это известно как наблюдение «белого света», а открывающийся фильтр называется «фильтром белого света». Проблема в том, что даже уменьшенный полный спектр белого света имеет тенденцию скрывать многие специфические особенности, связанные с солнечной активностью, такие как протуберанцы и детали хромосферы . Специализированные солнечные телескопы облегчают четкое наблюдение таких излучений H-альфа с помощью фильтра полосы пропускания, реализованного с помощью эталона Фабри-Перо . [5]

Солнечная башня

Солнечная башня — это конструкция, используемая для поддержки оборудования для изучения Солнца, и обычно является частью конструкций солнечных телескопов. Солнечные башенные обсерватории также называются вакуумными башенными телескопами. Солнечные башни используются для подъема наблюдательного оборудования над атмосферной турбулентностью, вызванной солнечным нагревом земли и излучением тепла в атмосферу. Традиционные обсерватории не обязательно размещать высоко над уровнем земли, так как они проводят большую часть своих наблюдений ночью, когда излучение земли минимально.

Горизонтальная солнечная обсерватория Snow была построена на горе Вильсон в 1904 году. Вскоре было обнаружено, что тепловое излучение мешает наблюдениям. Почти сразу после открытия обсерватории Snow были начаты планы по строительству башни высотой 60 футов (18 м), которая открылась в 1908 году, а затем в 1912 году — башни высотой 150 футов (46 м). 60-футовая башня в настоящее время используется для изучения гелиосейсмологии , в то время как 150-футовая башня активно участвует в программе солнечного цикла Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

Этот термин также использовался для обозначения других конструкций, используемых в экспериментальных целях, таких как эксперимент по атмосферному эффекту Черенкова на солнечной башне ( STACEE ), который используется для изучения черенковского излучения , и солнечная электростанция Института Вейцмана .

Другие солнечные телескопы, имеющие солнечные башни, — это солнечный телескоп Ричарда Б. Данна , солнечная обсерватория Башня Медон и другие.


Избранные гелиофизические миссии

  • Миссия Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) была запущена в октябре 2006 года. Два идентичных космических аппарата были запущены на орбиты, которые заставили их (соответственно) вырваться вперед и постепенно отстать от Земли. Это позволяет получать стереоскопические изображения Солнца и солнечных явлений, таких как выбросы корональной массы. [6] [7]
  • Обсерватория солнечной динамики была запущена в 2010 году и ведет наблюдение за Солнцем с геосинхронной орбиты вокруг Земли. [8]
  • Зонд Parker Solar Probe был запущен в 2018 году на борту ракеты Delta IV Heavy и достигнет перигелия0,046 а.е. в 2025 году, что сделает его самым близким по орбите искусственным спутником и первым космическим аппаратом, который пролетит низко в солнечной короне. [9]
  • Миссия Solar Orbiter (SolO) была запущена в 2020 году и достигнет минимального перигелия0,28 а.е. , что делает его самым близким спутником с камерами, обращенными к Солнцу. [10]
  • CubeSat for Solar Particles (CuSP) был запущен в качестве совместного спутника на борту Artemis 1 16 ноября 2022 года для изучения частиц и магнитных полей. [11] [12]
  • Индийская организация космических исследований запустила100-килограммовый спутник Aditya-L1 будет запущен 2 сентября 2023 года. [13] Его основным инструментом станет коронограф для изучения динамики солнечной короны. [14]

Избранные солнечные телескопы

Солнечный радиотелескоп Даочэн в Китае

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Stenflo, JO (2001). G. Mathys; SK Solanki; DT Wickramasinghe (ред.). «Ограничения и возможности диагностики солнечных и звездных магнитных полей». Труды конференции ASP . Магнитные поля на диаграмме Герцшпрунга-Рассела. 248. Сан-Франциско: Астрономическое общество Тихого океана : 639. Bibcode : 2001ASPC..248..639S.
  2. ^ Dalrymple (1 апреля 2003 г.). "Концепции тепловой остановки" (PDF) . Технические заметки ATST. Архивировано из оригинала (PDF) 20 июля 2011 г. Получено 28 мая 2011 г.
  3. ^ Бернс, Д.; Болдуин, Дж. Э.; Бойсен, Р. К.; Ханифф, К. А.; и др. (сентябрь 1997 г.). «Структура поверхности и профиль потемнения к краю Бетельгейзе». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 290 (1): L11 – L16 . Bibcode : 1997MNRAS.290L..11B. doi : 10.1093/mnras/290.1.l11 .
  4. ^ Пьер Гильермье; Серж Кучми (1999). Полные затмения: наука, наблюдения, мифы и легенды . Springer Science & Business Media. стр. 37. ISBN 978-1-85233-160-3.
  5. ^ Морисон, Ян (25.12.2016). Солнечные телескопы H-альфа — подробное обсуждение и обзор. Астрономический дайджест профессора Морисона, 25 декабря 2016 г. Получено 17.04.2020 с сайта http://www.ianmorison.com/h-alpha-solar-telescopes-an-in-depth-discussion-and-survey/.
  6. ^ "STEREO Spacecraft & Instruments". NASA Missions . 8 марта 2006 г. Архивировано из оригинала 23 мая 2013 г. Получено 30 мая 2006 г.
  7. ^ Howard, RA; Moses, JD; Socker, DG; Dere, KP; Cook, JW (2002). "Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation (SECCHI)" (PDF) . Advances in Space Research . 29 (12): 2017– 2026. Bibcode :2008SSRv..136...67H. doi : 10.1007/s11214-008-9341-4 . S2CID  122255862. Архивировано (PDF) из оригинала 14 декабря 2019 г. . Получено 25 августа 2019 г. .
  8. ^ "Solar Dynamics Observatory (SDO)". Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики . Получено 31 мая 2024 г.
  9. ^ Бартельс, Меган (10 февраля 2020 г.). «Наше солнце никогда не будет выглядеть прежним благодаря двум солнечным зондам и одному гигантскому телескопу». Space.com. Архивировано из оригинала 2 марта 2020 г. Получено 9 марта 2020 г.
  10. ^ "Solar Orbiter". esa.int . 29 марта 2022 г. Архивировано из оригинала 29 марта 2022 г. Получено 29 марта 2022 г.
  11. ^ Вальдек, Стефани (22 августа 2022 г.). «Artemis 1 будет нести кубсат космической погоды для изучения солнечного ветра». Space.com . Архивировано из оригинала 6 декабря 2023 г. . Получено 26 мая 2024 г. .
  12. ^ "CuSP". NASA . Архивировано из оригинала 26 марта 2024 г. Получено 26 мая 2024 г.
  13. ^ Кумар, Четан (2 февраля 2022 г.). «2 ключевых экипажа Gaganyaan прерывают испытания, Aditya — главный приоритет». The Times of India . Архивировано из оригинала 18 февраля 2022 г. Получено 2022-02-02 .
  14. ^ "Aditya L-1: После Chandrayaan 2 ISRO планирует осуществить первую миссию Индии к Солнцу в 2020 году". Tech2 . 25 июля 2019 г. Архивировано из оригинала 2 августа 2019 г. Получено 2 августа 2019 г.
На Викискладе есть медиафайлы по теме « Солнечные обсерватории» .
  • Карта наземных солнечных обсерваторий и нейтронных мониторов
  • Шмидт, Вольфганг (2008). "Солнечные телескопы". Scholarpedia . 3 (4): 4333. Bibcode :2008SchpJ...3.4333S. doi : 10.4249/scholarpedia.4333 .
  • Солнечный гелиограф CSIRO, часть 2
  • Солнечная галерея Гонконгского астрономического общества
  • Лоуренс, Пит. "Наблюдение за Солнцем (часть I)". Видеоролики Deep Sky . Брэди Харан .
  • 150-футовая солнечная башня
  • 60-футовая солнечная башня
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Солнечный_телескоп&oldid=1261558425"