Telescopio solare Daniel K. Inouye: cos’è, struttura scientifica

Il Daniel K. Inouye Solar Telescope ( DKIST ) è una struttura scientifica per gli studi del sole presso l’ Haleakala Observatory sull’isola hawaiana di Maui . Conosciuto come Advanced Technology Solar Telescope ( ATST ) fino al 2013, prende il nome da Daniel K. Inouye , un senatore degli Stati Uniti per le Hawaii È il telescopio solare più grande del mondo, con un’apertura di 4 metri. Il DKIST è finanziato dalla National Science Foundation e gestito dalOsservatorio Solare Nazionale . Si tratta di una collaborazione di numerosi istituti di ricerca . Alcune immagini di prova sono state rilasciate nel gennaio 2020. La fine della costruzione e il passaggio alle osservazioni scientifiche è stata annunciata nel novembre 2021.

Il DKIST può osservare il sole nelle lunghezze d’onda del visibile e del vicino infrarosso e ha unospecchio primario di 4,24 metri in una configurazione gregoriana fuori asse che fornisce un’apertura chiara e senza ostacoli di 4 metri . L’ottica adatta corregge le distorsioni atmosferiche e la sfocatura dell’immagine solare, che consente osservazioni ad alta risoluzione di caratteristiche sul sole fino a 20 km (12 mi). Il design dell’apertura chiara e fuori asse evita un’ostruzione centrale, riducendo al minimo la luce diffusa. Inoltre facilita il funzionamento dell’ottica adattiva e la ricostruzione digitale dell’immagine comeimmagini a macchie .

Il sito sul vulcano Haleakalà è stato selezionato per il suo clima diurno sereno e le condizioni atmosferiche favorevoli .

Ha iniziato le sue prime osservazioni scientifiche il 23 febbraio 2022, segnando l’inizio della sua fase di commissioning delle operazioni di un anno.

Costruzione

Il contratto per la costruzione del telescopio è stato assegnato nel 2010, con una data di completamento prevista per il 2017. La costruzione fisica presso il sito DKIST è iniziata nel gennaio 2013 e i lavori sull’alloggiamento del telescopio sono stati completati nel settembre 2013.

Lo specchio primario è stato consegnato al sito la notte tra l’1 e il 2 agosto 2017 e il telescopio completato ha fornito immagini del sole con dettagli senza precedenti nel dicembre 2019. Ulteriori strumenti, per misurare il campo magnetico del Sole, dovevano essere aggiunti nella prima metà del 2020. Il 22 novembre 2021 è stato annunciato il completamento della costruzione e il passaggio alla fase operativa con le prime osservazioni scientifiche. All’epoca, il telescopio era in fase di realizzazione da oltre 25 anni (incluso il progetto preliminare ecc., non solo l’edificio).

Struttura principale del telescopio

Il gruppo di montaggio del telescopio presenta il suo grande specchio primario di 4 metri.

Lo specchio primario f/2 di 75 mm di spessore ha un diametro di 4,24 metri con l’esterno di 12 cm mascherato, lasciando una sezione fuori asse di 4 metri di una parabola concava di 12 metri di diametro, f/0,67 . È stato fuso da Zerodur da Schott e lucidato presso il Richard F. Caris Mirror Laboratory dell’Università dell’Arizona e alluminato dall’impianto di rivestimento per specchi AMOS .

Lo specchio secondario di 0,65 metri , un ellissoide concavo con una lunghezza focale di 1 metro, è stato realizzato in carburo di silicio ed è montato su un esapode per compensare l’espansione termica e la flessione della struttura del telescopio mantenendo lo specchio nella sua posizione ottimale.

Ottica adattiva e attiva

Strumentazione

Immagine ad alta risoluzione della superficie del Sole presa dal DKIST

Immagine ad alta risoluzione di una macchia solare presa dal DKIST

DKIST dovrebbe avere cinque strumenti di prima generazione.

Imager a banda larga visibile (VBI)

Il VBI è un filtergraph a due canali limitato dalla diffrazione, ciascuno costituito da un filtro di interferenza e da una fotocamera con sensore CMOS scientifico digitale che campiona l’immagine del sole. Ogni telecamera presenta 4k × 4k pixel. I filtri di interferenza funzionano come un filtro passa-banda che trasmette solo un determinato intervallo di lunghezze d’onda (cioè il colore) della luce solare. In ciascun canale sono disponibili quattro diversi filtri di interferenza montati in una ruota portafiltri motorizzata a cambio rapido.

Canale blu VBI ( campo visivo 45  )

  • 393,327 nm, FWHM : 0,101 nm ( linea spettrale Ca II K , viola scuro)
  • 430,520 nm, FWHM: 0,437 nm (banda G, viola)
  • 450,287 nm, FWHM: 0,41 nm (continuo blu)
  • 486,139 nm, FWHM: 0,0464 nm ( linea spettrale H-beta , turchese )

Canale rosso VBI ( campo visivo 69  )

  • 656,282 nm, FWHM: 0,049 nm ( linea spettrale H-alfa , rosso chiaro)
  • 668,423 nm, FWHM: 0,442 nm (continuo rosso)
  • 705,839 nm, FWHM: 0,578 nm ( linea spettrale di ossido di titanio (II) (TiO) , rosso scuro)
  • 789,186 nm, FWHM: 0,356 nm ( linea spettrale Fe XI )

Per lunghezza d’onda, un burst di immagini deve essere registrato con frame rate elevato (30 fps ), analizzato digitalmente e formato in un’unica immagine nitida ( ricostruzione speckle ).

VBI è fabbricato dal National Solar Observatory .

Spettro-Polarimetro Visibile (ViSP)

ViSP è fabbricato dall’Osservatorio d’Alta Quota .

Filtro sintonizzabile visibile (VTF)

VTF è fabbricato dal Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik .

Spettro-polarimetro nel vicino infrarosso limitato dalla diffrazione (DL-NIRSP)

DL-NIRSP è uno spettrografo a campo integrale basato su reticolo di diffrazione con una risoluzione spettrale R=250000. DL-NIRSP è fabbricato dall’Institute for Astronomy (IfA) dell’Università delle Hawaii .

Spettro-Polarimetro criogenico nel vicino infrarosso (Cryo-NIRSP)

Cryo-NIRSP è fabbricato dall’Institute for Astronomy (IfA) dell’Università delle Hawaii .

Partner

A partire dal 2014, ventidue istituzioni hanno aderito alla collaborazione costruendo DKIST:

  • Sede sociale: Associazione delle Università per la Ricerca in Astronomia
  • Ente finanziatore: National Science Foundation
  • Principal Investigator: National Solar Observatory
  • Investigatori co-principali:
    • Osservatorio d’alta quota
    • Istituto di tecnologia del New Jersey
    • Istituto di Astronomia, Università delle Hawaii
    • Dipartimento di Astronomia e Astrofisica e Dipartimento di Matematica, Università di Chicago
  • Collaboratori:
    • Laboratorio di ricerca dell’aeronautica
    • Bellan Plasma Group, Laboratori di Fisica Applicata, California Institute of Technology
    • Dipartimento di Fisica e Astronomia, California State University a Northridge
    • Associati di ricerca del Colorado
    • Centro di astrofisica | Harvard e Smithsonian
    • Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik , Friburgo, Germania
    • Laboratorio solare e di astrofisica Lockheed Martin
    • Dipartimento di Fisica e Astronomia, Michigan State University
    • Dipartimento di Fisica, Montana State University
    • Centro di volo spaziale Goddard della NASA
    • Centro di volo spaziale Marshall della NASA
    • Laboratorio di fisica del plasma, Università di Princeton
    • Divisione Strumentazione e ricerca spaziale, Southwest Research Institute
    • Laboratorio di fisica sperimentale WW Hansen, Stanford University
    • Università della California Los Angeles
    • Centro di Astrofisica e Scienze Spaziali, Università della California, San Diego
    • Centro di astrofisica e astronomia spaziale e Joint Institute for Laboratory Astrophysics, Università del Colorado a Boulder
    • Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Rochester

https://en.wikipedia.org/wiki/Daniel_K._Inouye_Solar_Telescope

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