Космическое фото недели: как два гигантских солнечных пятна испортили фотосессию самого большого солнечного телескопа в мире

Солнечные пятна и солнечные вспышки — это два из самых зрелищных и важных явлений на Солнце, которые влияют на жизнь и деятельность человека на Земле. Солнечные пятна — это темные области на поверхности светила, имеющие более низкую температуру, чем окружающая их фотосфера. Они возникают из-за сильных магнитных полей, подавляющих конвекцию в этих регионах. Пятна обычно появляются в парах противоположной магнитной полярности внутри активных областей. Их количество и размеры меняются в соответствии с 11-летним солнечным циклом. Солнечные пятна могут быть видны с Земли без телескопа, если они достаточно большие.

Солнечные вспышки — это внезапные выбросы энергии, вызванные переплетением, пересечением или перестройкой магнитных линий силы около солнечных пятен. Солнечные вспышки излучают большое количество радиации в космос, которая может нарушать радиосвязь на Земле. Иногда солнечные вспышки сопровождаются корональными выбросами массы (КВМ) — огромными пузырями из частиц и радиации, которые вырываются из Солнца со скоростью до нескольких тысяч километров в секунду. Когда заряженные частицы от КВМ достигают окрестностей Земли, они могут вызывать яркие полярные сияния. При особо сильных КВМ также возможны помехи в электросетях, спутниковой связи и навигации.

Изучение солнечных пятен и солнечных вспышек имеет большое значение для понимания физических процессов на Солнце, а также для прогнозирования и предотвращения негативных последствий космической погоды для Земли и космической инфраструктуры. Однако наблюдение за этими явлениями требует специального оборудования, способного различать маленькие детали на поверхности Солнца и измерять его магнитное поле.

Одним из таких оборудований является Даниэль К. Иноуэ Солнечный Телескоп (DKIST) — установленный на обсерватории Халеакала, Гавайи остров Мауи. Данный солнечный телескоп является самым большим в мире, а диаметр его зеркала целых 4 метра. Финансирует его Национальный научный фонд Соединенных Штатов, а управляет им Национальная солнечная обсерваторияю. Общая стоимость проекта составляет 344,13 миллиона долларов. Это совместный проект многих научных учреждений.

Для наблюдений за Солнцем в диапазонах видимого и ближнего ИК-излучения DKIST использует первичное зеркало диаметром 4,24 метра, расположенное в смещенном грегорианском телескопе. Это обеспечивает чистое апертурное отверстие 4 метра без заслонок. Атмосферные турбулентности и размытие изображения Солнца компенсируются адаптивной оптикой. Благодаря этому можно получать снимки солнечных структур с разрешением до 20 км. Чистое апертурное отверстие также уменьшает рассеяние света и упрощает применение адаптивной оптики и цифровых методов восстановления изображения, например, спекл-изображения. Для размещения телескопа был выбран вулкан Халеакала на Гавайях за его прозрачную дневную атмосферу и хорошие условия зрения.

Строительство телескопа было завершено в ноябре 2021 года, а первые свои наблюдения DKIST начал 23 февраля 2022 года, открывая годовую фазу комиссионирования операций.

Одним из этих результатов является потрясающее изображение восходящего Солнца за стройплощадкой DKIST, на котором видны два планетарных размеров солнечных пятна. Это изображение было сделано инженером по приборам ESO Эдуардо Гарсесом с расстояния 23 километров на вершине Серро Паранала, где с 1998 года работает Очень Большой Телескоп ESO. Изображение и сопутствующий ему таймлапс восхода были опубликованы 4 сентября 2023 года.

Это изображение не только демонстрирует один из самых мощных наземных телескопов для изучения Солнца, но и показывает, насколько активно Солнце в данный момент. Если посмотреть внимательно на диск Солнца на изображении, можно увидеть маленькие (но на самом деле планетарного размера) солнечные пятна на его поверхности. Солнечные пятна — это признаки интенсивной магнитной активности, которая часто порождает сильные солнечные вспышки. Предполагается, что количество солнечных пятен будет продолжать увеличиваться по мере того, как Солнце приближается к солнечному максимуму, который может наступить уже к концу этого года.

Это изображение также подчеркивает значимость DKIST для научного сообщества и общества в целом. DKIST позволит астрономам находить похожие на Землю планеты вокруг других звезд в обитаемой зоне, а также изучать физические процессы, происходящие на поверхности и в атмосфере Солнца. DKIST также поможет предсказывать и предотвращать негативные последствия космической погоды для Земли и космической инфраструктуры, такие как сбои в электросетях, спутниковой связи и навигации. DKIST будет работать в тесном сотрудничестве с другими солнечными обсерваториями, такими как NASA Solar Dynamics Observatory (SDO), NASA Parker Solar Probe (PSP) и ESA Solar Orbiter (SOLO), которые наблюдают за Солнцем из космоса.

Солнечные пятна и солнечные вспышки — это не только красивые и интересные явления, но и важные объекты научного изучения. Они помогают нам лучше понимать нашу звезду, ее влияние на нашу планету и нашу жизнь. С помощью нового супертелескопа DKIST мы можем рассмотреть эти явления в самых мелких деталях и получить новые знания о Солнце. Это изображение — один из первых шагов в этом направлении.