「宇宙天気」として知られる太陽の活動は、地球や太陽系の他の惑星に大きな影響を与えます。太陽フレアとも呼ばれる定期的な噴火は、大量の電磁放射を放出します。これは、衛星や空中移動から送電網までのすべてに干渉する可能性があります。このため、天体物理学者たちは太陽をよりよく見ようとしています。これにより、天候パターンを予測できます。
これは、NSFの4メートル（13フィート）のDaniel K. Inouye太陽望遠鏡（DKIST）（以前はAdvanced Technology Solar Telescopeと呼ばれていました）の背後にある目的であり、ハワイのマウイ島のハレアカラ天文台にあります。最近、この施設は太陽の表面の最初の画像をリリースしました。これは前例のないレベルの詳細を明らかにし、この望遠鏡が今後数年で明らかにするもののプレビューを提供します。
これらの画像は、細胞のような構造のパターンで配置された乱流プラズマを示す太陽の表面の拡大図を提供します。これらのセルは、太陽の内部から表面に高温の太陽プラズマを輸送する激しい動きを示しています。対流と呼ばれるこのプロセスでは、この明るいプラズマが細胞内の表面に上昇し、そこで冷却されて暗いレーンの表面の下に沈みます。
太陽のこれらの種類の正確で鮮明な画像を取得することにより、天文学者はこのプロセスの理解を深め、宇宙天気の突然の変化を予測できるようになることを望んでいます。 NSF局長のフランスコルドバは次のように説明しています。
「NSFがこの地上望遠鏡の研究を開始して以来、私たちは熱心に最初の画像を待ち望んでいました。現在、これらの画像や動画を共有できます。これは、これまでの太陽の中で最も詳細なものです。 NSFのInouye太陽望遠鏡は、地球の生命に影響を与える可能性のある太陽の噴火が発生する太陽のコロナ内の磁場をマッピングできるようになります。この望遠鏡は、宇宙天気を促進する要因についての理解を深め、最終的には予報士が太陽嵐をよりよく予測するのに役立ちます。」
簡単に言えば、太陽はG型（黄色矮星）の主系列星であり、約46億年前から存在しています。これにより、ライフサイクルの約半分が経過し、約50億年続くことになります。太陽に電力を供給する（そして私たちのすべての光、熱、およびエネルギーを提供する）自立核融合のプロセスは、毎秒約500万トンの水素燃料を消費します。
このプロセスによって生成されたすべてのエネルギーは、すべての方向に宇宙に放射され、太陽系のまさに端に到達します。 1950年代以来、科学者たちは地球が太陽の大気内に存在し、その天候の変化が地球に大きな影響を与えることを理解してきました。数十年後の今でさえ、未知のままである太陽の最も重要なプロセスについて多くがあります。
マットマウンテンは、イノウエ太陽望遠鏡を管理する天文学研究大学協会の会長です。彼が太陽天文学の目標を説明したように：
「地球上では、世界中のかなりの場所で雨が降るかどうかを正確に予測でき、宇宙天気はまだありません。私たちの予測は、地球の天候に50年遅れています。私たちに必要なのは、宇宙天気の背後にある基礎となる物理学を把握することです。これは太陽から始まります。これは、イノウエの太陽望遠鏡が今後数十年間研究するものです。」
天文学者は、太陽の磁力線がねじれたり絡まったりする原因として、太陽のプラズマの動きが太陽嵐に関連していると判断しています。太陽の磁場の測定と特性評価は、潜在的に有害な太陽活動の原因を特定するために重要です。これは、イノウエの太陽望遠鏡が独自に認定されているものです。
イノウエ太陽望遠鏡のディレクター、トーマス・リメレによると、それはすべて太陽の磁場に起因しているとのことです。 「太陽の最大の謎を解明するには、これらの小さな構造物を9,300万マイル離れたところからはっきりと見ることができるだけでなく、表面近くの磁場の強さと方向を非常に正確に測定し、何百万にも及ぶ磁場を追跡する必要があります。度コロナ、太陽の外気。」
太陽のダイナミクスをよりよく理解することから得られる最大の利点の1つは、主要な気象イベントを予測できることです。現在、政府と宇宙機関は、約48分前にイベントを予測することができます。しかし、イノウエの太陽望遠鏡や他の太陽観測所によって行われた研究のおかげで、天文学者はこれを最大48時間得ると期待しています。
これにより、これらのイベントが送電網、重要なインフラストラクチャ、衛星、宇宙ステーションを破壊しないようにするためのより多くの時間が与えられます。当然のことながら、太陽を監視するというビジネスは簡単な作業ではなく、危険の公平な共有が伴います。このため、Inouye Solar Telescopeは、建設、エンジニアリング、天文学の面で最近の多くの開発を活用しています。
これには、4 m（13フィート）のミラー（太陽望遠鏡の中で最大のもの）、地球の大気によって引き起こされる歪みを補償する補償光学、および3000 m（10,000フィート）の頂上にあるハレアカラの自然のままの観察条件が含まれます。望遠鏡はまた、太陽からの13キロワットの太陽光を集中させることによって望遠鏡が過熱されないようにするために、いくつかの保護手段に依存しています。
これは、ハイテクの液体冷却金属トーラス（「ヒートストップ」）を介して行われます。これにより、太陽光のほとんどをメインミラーやドームを覆う冷却プレートから遠ざけ、望遠鏡の周囲の温度を安定させます。夜間に蓄積する氷で部分的に冷却される11.25 km（7マイル）の冷却剤パイプと、空気循環と日陰を提供する内部シャッターを使用して、展望台の内部も涼しく保たれます。
「あらゆる太陽望遠鏡の最大口径、その独自の設計、および最先端の計測器を備えたイノウエ太陽望遠鏡は、初めて、最も困難な太陽の測定を実行できるようになります。」とRimmele氏は述べています。 。 「一流の太陽研究天文台の設計と構築に専念する大規模なチームによる20年以上の作業の後、私たちはフィニッシュラインに近づいています。この信じられないほどの望遠鏡で今ちょうど増加している新しい太陽周期の最初の太陽黒点を観察するために配置されることに非常に興奮しています。」
NSFの天文科学部門のプログラムディレクターであるDavid Boboltzは、施設の建設と運用の監督も担当しています。彼が示したように、これらの画像はイノウエ太陽望遠鏡の氷山の一角にすぎません。
「今後6か月間、イノウエ望遠鏡の科学者、エンジニア、技術者のチームは、望遠鏡のテストと試運転を続け、国際的な太陽科学コミュニティが使用できるようにします。イノウエ太陽望遠鏡は、1612年にガリレオが初めて望遠鏡を太陽に向けて以来収集したすべての太陽データよりも、寿命の最初の5年間に太陽に関する情報を収集します。」
Inouye太陽望遠鏡は、今後数年間で太陽天文学に革命を起こす準備ができている3つの機器の一部です。 NASAのパーカーソーラープローブ（現在は太陽の周りを回っています）とESA / NASAソーラーオービター（間もなく発売される）が加わります。 Valentin Pilletがまとめたように（NSFの国立太陽観測所の所長）、太陽物理学者になるのはエキサイティングな時期です。
「イノウエ太陽望遠鏡は、太陽の外層とそれらで発生する磁気プロセスのリモートセンシングを提供します。これらのプロセスは、パーカーソーラープローブとソーラーオービターのミッションが結果を測定するソーラーシステムに伝播します。全体として、それらは、星と惑星がどのように磁気的に接続されているかを理解するための、真にマルチメッセンジャーの仕事を構成しています。」
