O maior telescópio solar do mundo, a Fundação Nacional de Ciências dos EUA (NSF) Daniel K. Inouye Solar Telescópio no Havaí, atingiu um marco importante. Após quase 15 anos de preparação, o instrumento alemão para o telescópio solar Inouye, o visível FilterGraph (VTF), agora tirou suas primeiras imagens. O espectro-polarímetro de imagem foi desenvolvido e construído no Instituto de Física Solar (KIS) em Freiburg (Alemanha). O Instituto Max Planck for Solar System Research (MPS) em Göttingen (Alemanha) é um parceiro no projeto.
Os dados publicados agora foram obtidos durante o comissionamento técnico do instrumento. O VTF analisa a luz solar capturada pelo telescópio solar Inouye com mais detalhes do que nunca e, entre outras coisas, extrai informações sobre a velocidade de fluxo do plasma solar e a força do campo magnético na superfície visível do sol e nas camadas de gás diretamente adjacentes acima. Mesmo na fase atual de teste técnico, o VTF está tornando as pequenas estruturas visíveis. Na operação científica posterior, quando os dados forem extensivamente pós-processados, a resolução melhorará ainda mais.
Com um diâmetro de espelho primário de quatro metros, o telescópio solar Inouye é o maior do mundo. Graças às condições observacionais ideais sobre o vulcão havaiano Haleakala e o uso de métodos sofisticados de estabilização e reconstrução da imagem, o telescópio solar Inouye tem fornece vistas de tirar o fôlego de nossa estrela desde 2022: pode tornar as estruturas menores visíveis. Para extrair o máximo possível de informações detalhadas sobre nossa estrela da luz solar, o telescópio solar Inouye está gradualmente sendo equipado com instrumentos científicos adicionais. Eles processam a luz recebida, por exemplo, examinando faixas individuais de comprimento de onda ou estados de polarização da luz separadamente. Quatro dos cinco instrumentos já estão em operação. A mais recente adição, a maior VTF espectro-polarímetro do mundo, é a mais poderosa deles. Como parte do comissionamento técnico, as primeiras imagens do sol foram tiradas com a VTF. Os pesquisadores se referem a esse marco como uma primeira luz técnica.
“O telescópio solar Inouye foi projetado para estudar a física subjacente do Sol como o motorista do clima espacial. Ao perseguir esse objetivo, o Inouye é uma plataforma ideal para um instrumento sem precedentes e pioneiros como o VTF”, disse Christoph Keller, diretor do Observatório Solar nacional, que opera o tesa solar inouye.
Uma olhada na natureza dinâmica do sol
O objetivo da equipe VTF é entender melhor a natureza dinâmica de nossa estrela. Repetidas vezes, o sol exibe erupções poderosas que atingem partículas e radiação no espaço. Na Terra, esse bombardeio solar pode desencadear auroras espetaculares, mas também pode interromper a infraestrutura e satélites técnicos. Com a VTF, o telescópio solar inouye irá espiar com mais precisão do que nunca na região do sol, onde se originam as erupções: a superfície visível do sol, a fotosfera e a camada adjacente da atmosfera solar, a cromosfera. A interação complexa dos fluxos de plasma quente e a alteração dos campos magnéticos mantém a chave para uma melhor compreensão dos processos que desencadeiam erupções. A VFT pode determinar propriedades cruciais, como velocidade de fluxo plasmático, resistência ao campo magnético, pressão e temperatura.
Um colossus espiando pelo sol
“O comissionamento do VTF representa um avanço tecnológico significativo para o telescópio solar Inouye. O instrumento é, por assim dizer, o coração do telescópio solar, que agora está finalmente batendo em seu destino final”, diz Matthias Schubert, cientista do projeto VTF no KIS.
VTF é um verdadeiro colosso. Pesando 5,6 toneladas e com uma pegada aproximadamente do tamanho de uma pequena garagem, ocupa dois andares. Foi desenvolvido nos últimos anos no Instituto de Física Solar de Freiburg (Alemanha); A instalação no local no telescópio solar Inouye começou no início do ano passado. O tempo total de desenvolvimento foi de cerca de 15 anos, quase tanto quanto o do próprio telescópio solar.
A tarefa da VFT é imaginar o sol para a maior resolução espacial, temporal e espectral possível. Para filtrar o comprimento de onda individual e muito estreito, varia da luz solar visível, o instrumento usa dois interferômetros Fabry-Pérot que são únicos no mundo em termos de tamanho e precisão. Isso torna possível digitalizar espectralmente a luz solar com uma precisão de alguns picometers. Além disso, o VTF seleciona estados de polarização individuais, ou seja, a direção da oscilação da luz. As imagens bidimensionais do sol são criadas para cada estado de onda e estado de polarização, a partir da qual a temperatura, pressão, velocidade e força do campo magnético em diferentes altitudes do sol podem ser determinadas. Os dados observacionais atingem uma resolução espacial de cerca de 10 quilômetros por pixel e uma resolução temporal de centenas de imagens por segundo.
“O VTF permite imagens de qualidade sem precedentes e, portanto, anuncia uma nova era na observação solar baseada no solo”, diz Sami K. Solanki, diretor da MPS.
Um primeiro vislumbre
A imagem recém -publicada utiliza a luz solar com um comprimento de onda de 588,9 nanômetros. Ele mostra uma mancha solar escura com sua penumbra finamente estruturada em uma seção da superfície solar medindo aproximadamente 25.000 quilômetros por 25.000 quilômetros. As manchas solares cobrem a superfície do sol com uma frequência variável. Eles estão associados a campos magnéticos particularmente fortes que impedem que o plasma quente suba do interior do sol. A imagem atinge uma resolução espacial de 10 quilômetros por pixel.