First Light voor de grootste zonnetelescoop ter wereld

Oppervlak van de Zon gefotografeerd door de DKIST
De Daniel K. Inouye Solar telescope heeft de meest gedetailleerde beelden ooit van het oppervlak van de Zon gemaakt. Deze opname is gemaakt op een golflengte van 789 nanometer en ze toont structuren met een minimale grootte van ongeveer 30 kilometer. De afbeelding toont een patroon van turbulent, “kokend” gas dat de gehele Zon bedekt. De celachtige structuren, die ieder ongeveer de grootte van Frankrijk hebben, zijn de handtekening van krachtige bewegingen die hitte vanuit het binnenste van de Zon naar het oppervlak transporteren. Heet materiaal van de Zon, plasma, komt in het centrum van de cellen omhoog, koelt af en zinkt in donkere banen weer onder het oppervlak. Dit proces noemen we convectie. In de donkere banen zijn ook de kleine heldere markeringen van magnetische velden zichtbaar. Het is voor het eerst dat we dit zo duidelijk kunnen waarnemen. De heldere stippen kanaliseren energie omhoog naar de corona, buitenste lagen van de atmosfeer van de Zon. Deze heldere stippen kunnen mogelijk de kern zijn waarom de corona van de zon meer dan een miljoen graden heet is.

Dankzij de Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST) op Haleakala, Maui krijgen astronomen en het grote publiek een uiterst gedetailleerd beeld van de Zon. De eerste beelden die de telescoop maakte van het oppervlak van de Zon werden op 29 januari 2020 vrijgegeven. De vertonen celachtige structuren met de grootte van Frankrijk die op het oppervlak van de Zon kolken. Ook zijn de kleine voetafdrukken van magnetisme zichtbaar dat de ruimte bereikt.

De ongekend scherpe details laten zien waartoe de Inouye Solar Telescope toe in staat is. De telescoop kan de magneetvelden in de corona van de Zon in kaart brengen. In de corona vinden uitbarstingen plaats die het leven op Aarde kunnen beïnvloeden. Sterke magnetische activiteit van de Zon kan het vliegverkeer verstoren en voor black-outs in de elektriciteitsvoorziening op Aarde zorgen. Ook kunnen deze uitbarstingen GPS-signalen verstoren.

De komende maanden zullen er allerlei instrumenten worden gekoppeld aan de DKIST zodat er nog meer verschillende waarnemingen gedaan kunnen worden. Zo wordt er gewerkt aan twee complexe infrarood instrumenten die er voor moeten gaan zorgen dat astronomen in de toekomst de magnetische activiteit en de stormen op de Zon kunnen voorspellen.

Het eerste instrument heet Cryogenic Near-Infrared Spectropolarimeter (CryoNIRSP). Dit bijna 2000 kilogram zware instrument is ontworpen om het magneetveld voorbij de zichtbare schijf van de Zon te meten. Het tweede instrument wordt Diffraction-Limited Near-IR Spectropolarimeter (DL-NIRSP) genoemd. Met dit instrument moet de DKIST in staat zijn om de ontwikkeling van magneetvelden op de Zon tot in detail te bestuderen.

Zonne-onderzoek in het Huis van de Zon

DKIST is de grootste en krachtigste zonnetelescoop op Aarde. De telescoop bevindt zich op een hoogte van 3000 meter op de top van de Haleakala op het eiland Maui. Haleakala betekent “Huis van de Zon”. De atmosferische condities op deze bergtop zijn ideaal voor het bestuderen van de Zon.

Het ongewone optische ontwerp van de 4 meter telescoop maakt het mogelijk om het magnetisme van de Zon tot in de ruimte te bepalen. De telescoop is afgeleid van de SOLARC telescoop die sinds 2001 op de Haleakala staat. Ook deze telescoop wordt door de universiteit van Hawaii bedreven. Als de Inouye Solar Telescope eenmaal volledig in bedrijf is dan zullen de waarnemingen voornamelijk worden verricht door astronomen van de universiteit van Hawaii.

De Daniel K. Inouye Solar Telescope.
De Daniel K. Inouye Solar Telescope. Credit: National Solar Observatory / AURA / NSF

Het duurt nog tot juni 2020 voordat de 4 meter telescoop helemaal operationeel is maar ondertussen doen astronomen wel al voorlopige waarnemingen met het instrument. Een dergelijk grote telescoop rechtstreeks op de kolkende Zon richten is een hele uitdaging. Het oppervlak van de Zon heeft een temperatuur van ongeveer 6000 °C. Er is dan ook een speciaal koelsysteem ontwikkeld om de DKIST te beschermen tegen de enorme hitte die vrijkomt als de spiegel op de Zon wordt gericht.

Het brandpunt van de telescoop is heet genoeg om metaal in korte tijd te doen smelten. Om deze hitte af te voeren wordt er iedere nacht het equivalent van een groot zwembad aan ijs gemaakt dat gedurende de dag voor voldoende koeling van de optiek en de structuur van de telescoop moet zorgen. Hiervoor is een koelsysteem van meer dan 10 kilometer lengte aangelegd.

De hypermoderne telescoop is vernoemd naar de wijlen Hawaiiaanse senator Daniel K. Inouye.

Eerste publicatie: 2 februari 2020
Bron: diverse persberichten