inouye-solar-telescope2
Credit: NSO/NSF/AURA

Introduzione

Le prime immagini appena pubblicate dal Daniel K. Inouye Solar Telescope della National Science Foundation rivelano dettagli senza precedenti della superficie del sole e vedono in anteprima i risultati di classe mondiale che provengono da questo prestigioso telescopio solare da 4 metri. L’Inouye Solar Telescope della NSF, sulla cima di Haleakala, Maui, nelle Hawaii, consentirà una nuova era della scienza solare e un salto in avanti nella comprensione del sole e dei suoi impatti sul nostro pianeta.

Prime immagini dell’Inouye Solar Telescope

L’attività sul sole può influenzare i sistemi sulla Terra. Le eruzioni magnetiche sul sole possono influire sul trasporto aereo, interrompere le comunicazioni satellitari e abbattere le reti elettriche, causando blackout di lunga durata e disabilitando tecnologie come il GPS.

Le prime immagini dall’Inouye Solar Telescope mostrano una vista ravvicinata della superficie del sole, che può fornire dettagli importanti agli scienziati. Le immagini mostrano uno schema di un turbolento plasma “bollente” che copre l’intero sole. Le strutture a forma di cellula – ciascuna delle dimensioni del Texas – sono la firma di movimenti violenti che trasportano il calore dall’interno del sole alla sua superficie. Quel plasma solare caldo sale nei centri luminosi delle “cellule”, si raffredda, quindi affonda sotto la superficie in corsie scure in un processo noto come convection.

Credit: NSO/NSF/AURA

Da quando l’NSF ha iniziato a lavorare su questo telescopio terrestre, abbiamo atteso con impazienza le prime immagini“, ha affermato France Córdova, direttore dell’NSF. “Ora possiamo condividere queste immagini e video, che sono i più dettagliati del nostro sole fino ad oggi. L’Inouye Solar Telescope sarà in grado di mappare i campi magnetici all’interno della corona del sole, dove si verificano eruzioni solari che possono avere un impatto sulla vita sulla Terra. Questo telescopio migliorerà la nostra comprensione di ciò che guida lo space weather e alla fine aiuterà i meteorologi a prevedere meglio le tempeste solari”.

Credit: NSO/NSF/AURA

Conoscenza in espansione

Il sole è la nostra stella più vicina – un gigantesco reattore nucleare che brucia circa 5 milioni di tonnellate di idrogeno al secondo. Lo fa da circa 5 miliardi di anni e continuerà per gli altri 4,5 miliardi di anni della sua vita. Tutta quell’energia si irradia nello spazio in ogni direzione e la piccola frazione che colpisce la Terra rende possibile la vita. Negli anni ’50, gli scienziati hanno scoperto che un vento solare soffia dal sole ai bordi del sistema solare. Hanno anche capito, per la prima volta, che viviamo nell’atmosfera di questa stella. Ma molti dei processi più vitali del sole continuano a confondere gli scienziati.

Sulla Terra, possiamo prevedere se pioverà praticamente in qualsiasi parte del mondo in modo molto accurato ma lo stesso non si può dire per il tempo nello spazio“, ha detto Matt Mountain, presidente dell’Associazione delle Università per la Ricerca in Astronomia, che gestisce il telescopio solare Inouye. “Le nostre previsioni sono in ritardo di 50 anni rispetto al tempo terrestre, se non di più. Ciò di cui abbiamo bisogno è di cogliere la fisica sottostante alla base dello spazio meteorologico e questo inizia dal sole, che è ciò che Inouye Solar Telescope studierà nei prossimi decenni”.

I movimenti del plasma solare torcono e aggrovigliano costantemente i campi magnetici solari. Campi magnetici contorti possono provocare tempeste solari che possono influire negativamente i nostri stili di vita moderni dipendenti dalla tecnologia. Durante l’uragano Irma del 2017, la National Oceanic and Atmospheric Administration ha riferito che un evento meteorologico spaziale simultaneo ha interrotto le comunicazioni radio utilizzate dai primi soccorritori, i canali aeronautici e marittimi per otto ore al giorno in cui l’uragano ha colpito.

Infine, risolvere queste minuscole caratteristiche magnetiche è fondamentale per ciò che rende unico l’Inouye Solar Telescope. Può misurare e caratterizzare il campo magnetico del sole in modo più dettagliato mai visto prima e determinare le cause di attività solare potenzialmente dannose.

Riguarda il campo magnetico“, ha affermato Thomas Rimmele, direttore del telescopio solare Inouye, “per svelare i più grandi misteri del sole, dobbiamo non solo essere in grado di vedere chiaramente queste minuscole strutture da 93 milioni di miglia di distanza (c.a. 150 milioni di km), ma misurare con precisione la forza del campo magnetico e la direzione vicino alla superficie e tracciare il campo mentre si estende nella corona, calda milioni di gradi

Una migliore comprensione delle origini di potenziali catastrofi consentirà ai governi e ai servizi pubblici di prepararsi meglio agli inevitabili eventi meteorologici spaziali futuri. Si prevede che la notifica di potenziali impatti possa avvenire prima, con 48 ore di anticipo rispetto allo standard attuale, che è di circa 48 minuti. Ciò consentirebbe più tempo per proteggere le reti elettriche e le infrastrutture critiche e mettere i satelliti in modalità sicura.

L’ingegneria

Per raggiungere la scienza proposta, questo telescopio ha richiesto nuovi importanti approcci alla sua costruzione e ingegneria. Costruito dal National Solar Observatory dell’NSF e gestito da AURA, l’Inouye Solar Telescope combina uno specchio di 13 piedi (4 metri) – il più grande al mondo per un telescopio solare – con condizioni di visione senza precedenti alla cima di Haleakala di 10.000 piedi.

Concentrare 13 kilowatt di energia solare genera enormi quantità di calore – calore che deve essere contenuto o rimosso. Un sistema di raffreddamento specializzato fornisce una protezione termica fondamentale per il telescopio e la sua ottica. Più di 11 chilometri di tubazioni distribuiscono refrigerante in tutto l’osservatorio, gelato dal ghiaccio creato sul posto durante la notte.

La cupola che racchiude il telescopio è coperta da sottili piastre di raffreddamento che stabilizzano la temperatura intorno al telescopio, aiutate da tapparelle all’interno della cupola che forniscono ombra e circolazione dell’aria. Lo “Heat-Stop” (un metallo ad alta tecnologia, raffreddato a liquido, a forma di ciambella) blocca gran parte dell’energia della luce solare proveniente dallo specchio principale, consentendo agli scienziati di studiare specifiche regioni del sole con una chiarezza senza pari.

Il telescopio utilizza inoltre un’ottica adattiva all’avanguardia per compensare la sfocatura creata dall’atmosfera terrestre. Il design dell’ottica (posizionamento dello specchio “fuori asse”) riduce la luce diffusa per una migliore visione ed è integrato da un sistema all’avanguardia per focalizzare con precisione il telescopio ed eliminare le distorsioni create dall’atmosfera terrestre. Questo sistema è l’applicazione solare più avanzata fino ad oggi.

Con la più grande apertura di qualsiasi telescopio solare, il suo design unico e la strumentazione all’avanguardia, Inouye Solar Telescope – per la prima volta – sarà in grado di eseguire le misurazioni più impegnative del sole“, Ha detto Rimmele. “Dopo oltre 20 anni di lavoro da parte di un grande team dedicato alla progettazione e costruzione di un importante osservatorio di ricerca solare, siamo vicini al traguardo. Sono estremamente entusiasta di essere presente per osservare, con questo incredibile telescopio, le prime macchie solari del nuovo ciclo solare proprio ora che si stanno espandendo”.

Nuova era dell’astronomia solare

Il nuovo telescopio solare Inouye funzionerà con strumenti di osservazione solare spaziale come la sonda solare Parker della NASA (attualmente in orbita attorno al sole) e Solar Orbiter (che sarà lanciato i primi di febrraio) dell’ESA/NASA. Le tre iniziative di osservazione solare allargheranno le frontiere della ricerca solare e miglioreranno la capacità degli scienziati di prevedere il tempo spaziale.

È un momento emozionante per essere un fisico solare“, ha detto Valentin Pillet, direttore del National Solar Observatory di NSF. “Il telescopio solare Inouye fornirà il telerilevamento degli strati esterni del sole e dei processi magnetici che si verificano in essi. Questi processi si propagano nel sistema solare dove le missioni Parker Solar Probe e Solar Orbiter misureranno le loro conseguenze. Complessivamente, costituiscono un’impresa veramente multi-messenger per capire come le stelle e i loro pianeti sono magneticamente connessi“.

Queste prime immagini sono solo l’inizio“, ha affermato David Boboltz, direttore del programma della Divisione di Scienze Astronomiche di NSF che sovrintende alla costruzione e alle operazioni della struttura. “Nei prossimi sei mesi, il team di scienziati, ingegneri e tecnici del telescopio Inouye continuerà a testare e commissionare il telescopio per renderlo pronto per l’uso da parte della comunità scientifica solare internazionale. Il telescopio solare Inouye raccoglierà più informazioni sul nostro sole durante i primi 5 anni della sua vita di tutti i dati solari raccolti da quando Galileo ha puntato un telescopio sul sole nel 1612″.

In onore al senatore delle Hawaii

Il 15 dicembre 2013 il Telescopio solare a tecnologia avanzata è stato ribattezzato Daniel Telescopio solare Daniel K. Inouye in onore del defunto senatore delle Hawaii. Il senatore Inouye era un instancabile sostenitore della scienza, della tecnologia, dell’ingegneria e della matematica, soprattutto quando si trattava di arricchire la vita delle persone delle Hawaii. Il telescopio solare Inouye di NSF, situato a Haleakala sull’isola di Maui, nelle Hawaii, fornirà una risorsa scientifica ed educativa all’avanguardia per gli hawaiani e l’intera comunità globale per i prossimi 50 anni. La comunità astronomica è onorata di avere l’opportunità di condurre ricerche astronomiche su Haleakala sull’isola di Maui, nelle Hawaii. NSF riconosce e riconosce il ruolo culturale e la riverenza molto significativi che questo sito ha nei confronti della comunità nativa hawaiana.