Zonnetelescoop GREGOR toont magnetische details op de Zon

GREGOR- de grootste zonnetelescoop van Europa
Links: de GREGOR-telescoop op Tenerife in Spanje. Rechts: Het onlangs opnieuw ontworpen optische laboratorium van GREGOR. Credit: L. Kleint, KIS.

De Zon is onze ster en ze heeft een grote invloed op onze planeet en ons leven. Door het magnetisme op de Zon te bestuderen kunnen we de invloed ervan op de Aarde begrijpen en kunnen we de schade aan satellieten en technologische infrastructuur tot een minimum beperken. De GREGOR-telescoop stelt wetenschappers in staat details op de Zon waar te nemen die een grootte hebben van 50 kilometer. Vergeleken met de diameter van 1,4 miljoen kilometer is dat enorm gedetailleerd. Het is alsof je een naald op een voetbalveld perfect scherp kan zien vanaf een afstand van 1 kilometer.

De Duitse zonnetelescoop, gebouwd in 2012 en nu gemoderniseerd, is binnen één jaar tijd voorzien van nieuwe optica, mechanica en elektronica om zo de best mogelijke beeldkwaliteit te bereiken. In maart van dit jaar werd een grote doorbraak bereikt toen het projectteam vanwege de lockdown bij de telescoop strandde en in die tijd het optische laboratorium helemaal van grond af aan opbouwde. In die periode konden vanwege sneeuwstormen geen waarnemingen worden gedaan. Toen in juli Spanje weer openging vloog men direct terug naar Tenerife en kon men foto’s maken van de Zon met de hoogste resolutie die ooit door een Europese zonnetelescoop zijn gemaakt.

De GREGOR-telescoop wordt bedreven door de universiteit van Freiburg en het Leibnitz Institute for Solar Physics (KIS). Men is blij dat de upgrade is geslaagd want normaal gesproken duurt het verschillende jaren om zoiets dergelijks te bereiken. De nieuwe optiek van de telescoop maakt het mogelijk om magneetvelden, convecties, turbulenties, uitbarstingen van de Zn en zonnevlekken zeer gedetailleerd te bestuderen. De eerste opnames van juli 2020 tonen enorme details in de evolutie van zonnevlekken en ingewikkelde structuren in het plasma van de Zon.

Zonnevlek gefotografeerd door GREGOR
De grootste zonnetelescoop van Europa toont ingewikkelde structuren van magneetvelden op de Zon in een zeer hoge resolutie. Deze opname is gemaakt op een golflengte van 516 nm. Credit: KIS

Optica van telescopen zijn vaak zeer complexe systemen van spiegels, lenzen, prisma’s, filters en andere optische elementen. Als slechts een element niet helemaal perfect is dan leiden de prestaties van het gehele systeem hieronder. Dit is te vergelijken met het dragen van een bril met een verkeerd recept, wat resulteert in een wazig zicht. In tegenstelling tot brillen is het echter een hele uitdaging om te detecteren welke elementen in een telescoop problemen kunnen veroorzaken.

Het GREGOR-team vond verschillende van deze problemen en ze gebruikten optische modellen om ze op te lossen. Zo is astigmatisme een van die optische problemen, deze afwijking tast het zicht van 30-60% van de mensen aan, maar ook complexe telescopen hebben er last van. Bij GREGOR werd dit gecorrigeerd door twee elementen te vervangen door zogenaamde off-axis parabolische spiegels die gepolijst moesten worden tot een precisie van 6 nanometer. Dit is ongeveer 1/10.000 van de diameter van een menselijk haar.

Gecombineerd met verschillende verdere verbeteringen leidde dit herontwerp tot het veel scherpere zicht van de telescoop. Een technische beschrijving van het herontwerp is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics.

Zonnevlek gefotografeerd door GREGOR
Een zonnevlek in hoge resolutie, waargenomen door de GREGOR-telescoop op een golflengte van 430 nm. Credit: KIS

Artikel: Lucia Kleint et al, GREGOR: Optics redesign and updates from 2018–2020, Astronomy & Astrophysics (2020). DOI: 10.1051/0004-6361/202038208

Eerste publicatie: 1 september 2020
Bron: universiteit van Freiburg