پس از سال‌ها تحقیق و توسعه، دانشمندان رصدخانه خورشیدی دانیل کی. اینوی (Daniel K. Inouye) در هاوایی، پیشرفته‌ترین ابزار خود با نام فیلتر قابل تنظیم مرئی (VTF) را فعال کرده و نخستین تصاویر خیره‌کننده از خورشید را ثبت کرده‌اند.
به گزارش تکناک، این تصاویر می‌توانند انقلابی در درک ما از نیروهای نامرئی و پرقدرت خورشیدی ایجاد کنند.
دکتر کری بلک، مدیر برنامه در رصدخانه ملی خورشیدی آمریکا (NSF)، در این‌باره می‌گوید: زمانی که طوفان‌های خورشیدی قدرتمند به زمین برخورد می‌کنند، زیرساخت‌های حیاتی روی زمین و در فضا تحت تأثیر شدید قرار می‌گیرند. برای بهبود پیش‌بینی این پدیده‌های آسیب‌زا، به مشاهدات دقیق و با وضوح بالا از خورشید نیاز داریم.
فهرست مطالب
خورشیدی که به چشم نمی‌آید
در حالی‌که بیشتر مردم تنها برای بررسی آب‌وهوا به خورشید فکر می‌کنند، این ستاره به ظاهر آرام، به‌طور منظم دچار انفجارهای عظیم انرژی می‌شود. چنین رویدادهایی موسوم به طوفان‌های خورشیدی می‌توانند شبکه‌های برق را از کار بیندازند، سامانه‌های موقعیت‌یاب GPS را مختل کنند و به ماهواره‌ها آسیب بزنند؛ آسیب‌هایی که ممکن است میلیاردها دلار ضرر در پی داشته باشند.
بزرگ‌ترین تلسکوپ خورشیدی جهان در هاوایی
تلسکوپ خورشیدی اینوی در ارتفاعات آتشفشان «هالئاکالا» (Haleakalā) در جزیره مائوئی هاوایی قرار دارد؛ جایی که شرایط رصدی بسیار ایده‌آل است. این تلسکوپ با آینه‌ای به قطر ۴ متر، بزرگ‌ترین ابزار علمی جهان برای مطالعه خورشید به شمار می‌رود.
از سال ۲۰۲۲، این تلسکوپ تصاویر حیرت‌انگیزی با جزئیاتی تا اندازه ۲۰ کیلومتر از سطح خورشید ثبت کرده است. حالا، با اضافه شدن VTF، این وضوح به ۱۰ کیلومتر در هر پیکسل افزایش یافته است.
VTF؛ فناوری دیدن نامرئی‌ها
فیلتر قابل تنظیم مرئی (VTF) ابزاری تخصصی به وزن ۵.۶ تن و در ابعاد یک پارکینگ کوچک است که در طول ۱۵ سال توسط مؤسسه فیزیک خورشیدی KIS در آلمان طراحی و ساخته شده است. این ابزار اکنون در آزمایشگاه Coudé در مائوئی نصب شده و نخستین تصاویر خود را با موفقیت ثبت کرده است.
VTF مانند دوربینی است که می‌تواند نور خورشید را به اجزای رنگی آن تجزیه کند. نور سفید خورشید در واقع از طیفی از طول‌موج‌های مختلف تشکیل شده که هرکدام اطلاعات خاصی درباره دما، فشار، سرعت و میدان مغناطیسی خورشید ارائه می‌دهند.
هسته VTF شامل دو صفحه شیشه‌ای بسیار دقیق است که فاصله بین آنها فقط چند میکرون است. با تنظیم این فاصله در اندازه‌های بسیار کوچک، دستگاه می‌تواند طول‌موج‌های مختلف نور را بررسی کند که چیزی مشابه گرفتن عکس‌های پشت‌سرهم با فیلترهای رنگی مختلف است.
یکی از قابلیت‌های کلیدی VTF، اندازه‌گیری نوسانات امواج نوری برای آشکارسازی میدان‌های مغناطیسی خورشید است؛ همان نیروی پنهانی که پشت بسیاری از انفجارهای خورشیدی و فوران‌های پلاسما قرار دارد.
تصویر دقیق از خورشید در طول‌موج سدیم (NaD)
در نخستین تصویر منتشر شده توسط VTF، خورشید در طول‌موج ۵۸۸.۹ نانومتر (خط طیفی سدیم یا NaD) به تصویر کشیده شده است. این تصویر ساختارهای ظریف لکه‌های خورشیدی را با وضوحی خیره‌کننده و در مقیاس ۱۰ کیلومتر در هر پیکسل نمایش می‌دهد.
مقابله با طوفان‌های خورشیدی
شفق‌های قطبی، که بسیاری با آنها آشنا هستند، زمانی رخ می‌دهند که ذرات پرانرژی خورشید با میدان مغناطیسی زمین برخورد می‌کنند. با توجه به رشد استفاده از فناوری‌های حساس مانند اینترنت، GPS و ماهواره‌ها، پیش‌بینی دقیق فعالیت‌های خورشیدی اهمیت بیشتری پیدا کرده است.
VTF با رصد لایه‌های سطحی و بالایی خورشید (فوتوسفر و کروموسفر)، نواحی آغازگر این فوران‌ها را هدف قرار داده است. در این مناطق، پلاسما و میدان‌های مغناطیسی به‌طرز پیچیده‌ای درهم‌تنیده‌اند.
کریستف کلر، مدیر رصدخانه ملی خورشیدی آمریکا، می‌گوید: تلسکوپ اینوی برای بررسی فیزیک بنیادی خورشید و ریشه‌های پدیده‌های فضایی طراحی شده است. در این مأموریت، ابزار پیشرفته‌ای چون VTF نقش محوری ایفا می‌کند.
آینده VTF
تصاویر اولیه VTF نویدبخش هستند، اما تست و بهبود آن همچنان در حال انجام است. پیش‌بینی می‌شود این ابزار در سال ۲۰۲۶ به طور کامل عملیاتی شود.
دکتر توماس کنتیشِر، همکار ارشد پروژه و معمار طراحی اپتیکی VTF، اظهار داشت: پس از این همه سال تلاش، فعال‌سازی VTF موفقیتی بزرگ برای من است. امیدوارم این ابزار به دانشمندان در پاسخ به پرسش‌های بنیادی درباره فیزیک خورشید کمک کند.
