solobservatorium

Foto av det svenske énmeters solteleskopet på Roque de los Muchachos, La Palma, Kanariøyene
.
Richard B. Dunn Solar Telescope ved Sacramento Peak Obsevatory i New Mexico er et fremragende og unikt solteleskop. Det ble tatt i bruk i 1969, men er nå erstattet av DKIST. Tårnet er 41 meter høyt og det indre vakuumrommet går 59 meter under overflaten.
.
Aktivt område med mange solflekker observert med SST 15. juli 2002
.

Solobservatorium er en installasjon som brukes til å gjøre vitenskapelige observasjoner av Solen. De kan enten befinne seg på bakken eller i verdensrommet. Dagens solobservatorier er utstyrt med instrumenter for raske, detaljerte registreringer som dekker det de tilgjengelige bølgelengdene i strålingen.

Solens overflate og utstrakte atmosfære spenner over temperatur fra omkring 4000 til over 10 millioner grader celsius. Områdene med høy temperatur sender ut elektromagnetisk stråling i røntgenområdet og på korte ultrafiolette bølgelengder mens områder med lavere temperatur kan registreres i synlig lys. Siden stråling med bølgelengder kortere enn omkring 320 nanometer (ultrafiolett og røntgen), ikke slipper gjennom jordatmosfæren, kan disse bølgelengdene bare registreres fra rombaserte instrumenter. Synlig lys, infrarød og deler av langbølge radiostråling er tilgjengelig fra bakkebaserte installasjoner.

Dagens aktive solobservatorier på bakken koordinerer ofte sine observasjoner med supplerende, samtidige registreringer fra solare romsonder.

Solobservatorier på bakken

Stedsvalg

Bildet viser den åpne konstruksjonen til GREGOR-teleskopet på Tenerife, Kanariøyene
.

Fjellområder på Kanariøyene og på Hawaii er omgitt av hav som bidrar til termiske stabile atmosfæriske forhold som er viktige for astronomiske observasjoner. Fjell høyere enn 2000 meter over havet rager vanligvis også over de laveste skylagene. Også høytliggende store innsjøer byr på tilsvarende gode forhold.

Tekniske utfordringer

Ved selv de beste stedene begrenser atmosfæren skarpheten (vinkeloppløsningen) i observasjonene. Adaptiv optikk, som har hatt en rivende utvikling de seneste tiårene, har ført til at solteleskoper på bakken i dag kan korrigere for atmosfærens optiske forstyrrelser og oppnå nær samme detaljoppløsning som tilsvarende teleskoper i rommet.

Soloppvarming av lyssamlende speilflater fører også til betydelige optiske forstyrrelser fra luften både inne i og omkring teleskopene. For teleskoper med åpningsdiameter fra én meter og mindre løses problemet med at lysgangen legges i vakuum ved å dekke teleskopets åpning med et inngangsvindu. For større teleskoper benyttes åpne løsninger hvor luften strømmer gjennom selve teleskopet og derved reduserer lokal oppvarmet luft i lysgangene.

Teleskopene monteres i tårnbygninger for å redusere optisk forstyrrelser fra luftlaget like over bakken.

Moderne solobservatorier

Phillip R. Goode Solar Telescope i Big Bear Lake, California, USA
.
Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST) på Maui, Hawaii. To Pan-STARRS teleskoper ses på høyre side.
.

Det svenske 98-cm vakuumbaserte tårnteleskopet, Swedish Solar Telescope (SST), ligger 2360 meter over havet på Roque de los Muchachos, La Palma. Teleskopets bildedannede linse på 110 centimeter i diameter tjener også som inngangsvindu. Teleskopet har tre hovedinstrumenter og et avansert adaptiv optikk-system.

Det nederlandske åpne 45 cm solteleskopet, Dutch Open Telescope (DOT) er SSTs nærmeste nabo. DOT ble en vellykket første test av den åpne løsningen for solteleskoper på bakken.

På fjellplatået 2390 meter over havet på naboøya Tenerife står to tyske solteleskop. Det vakuumbaserte 70-cm tårnteleskopet ble bygget i 1989. Det 1,5-meter åpne GREGOR-teleskopet som ble innviet i 2012 er i dag det største av europeiske solteleskoper.

Det fransk-italienske 90-cm THEMIS (Télescope Héiographique pour l’etude du Magnetisme et des Instabilités Solaires) står på den samme platået. Her er lysgangen fylt med heliumgass som har nær samme optiske egenskaper som vakuum. THEMIS er konstruert spesielt for nøyaktige målinger av magnetfelter i Solens atmosfære.

Det amerikanske Goode Solar Telescope (GST), med hovedpeil på 1,6 meter i diameter, ligger et stykke ute i Big Bear Lake, 2060 meter over havet, og har meget gode observasjonsforhold. Forholdene er tilsvarende gode for det kinesiske én-meter New Vacuum Solar Telescope (NVST), Fuxian Solar Observatory (FSO), som står ved innsjøen Fuxian i Yunnan, 1720 meter over havet.

Med hovedspeil på 4,24 meter i diameter er Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST) i dag verdens største solteleskop. Teleskopet er montert i et 42 meter høyt tårn, 3055 meter over havet, på et fjellplatå nær den tidligere vulkanen HaleakalaMaui, Hawaii. DKIST ble tatt i bruk i januar 2020 og kan registrere 3–4 ganger finere detaljer i solatmosfæren enn det som er mulig med de øvrige eksisterende beste solteleskoper.

European Solar Telescope (EST) blir et neste solteleskop i firemetersklassen. Det forventes å bli satt opp nær SST på Roque de los Muchachos, La Palma, i løpet av 2020-årene.

Tidligere viktige solobservatorier

For de to viktigste solteleskopene siden 1960-årene, 1,5-meter McMath-Pierce Solar Telescope, Kitt Peak National Observatory, Arizona, og 70-cm vakuumbaserte, 76-cm Richard B. Dunn Solar Telescope, på Sunspot, New Mexico, er virksomhetene vesentlig redusert og overtatt av DKIST på Hawaii.

Blant rekken av solteleskoper som ikke lengre tilfredsstiller kravene til beliggenhet og tekniske løsninger, er også Oslo solobservatoriumHarestua. Det ble bygget av Institutt for teoretisk astrofysikk ved Universitetet i Oslo i 1954 og var i regulært bruk til 1987. I dag benyttes det til undervisning og formidling. Instituttets forskere er i dag aktive brukere av SST.

Rombaserte solobservatorier

Romsonden Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) sammen med bilde av Solen tatt 13. september 1999
.
Ståling fra varm gass med temperatur på én million °C observert med TRACE som viser magnetiske buer i Solens korona
.
Bilde av NASAs Solar Dynamic Observatory (SDO)
.
En Coronal Mass Ejection (CME) observert med SOHOs Large Angle and Spectrometric Coronagraph (LASCO). Den sirkulære skiven i sentrum dekker for den intense strålingen fra selve solskiven.
.

De første solare romsondene, totalt åtte, Orbiting Solar Observatories (OSOs) var virksomme fra 1964 til 1975.

Solobservatoriet Apollo Telescope Mount ble i 1973 brakt opp med det bemannede romfergen Skylab. NASAs bemannede romferge Challenger, med instrumentpakken Spacelab 2 om bord, var operativt med et omfattende observasjonsprogram fra 29. juli til 6. august 1985.

Under maksimum solaktivitet i 1980 var Solar Maximum Mission (SMM) tilgjengelig for studier av solaktivitet og solstormer til det gikk inn i jordatmosfæren igjen i juni 1989.

Den japanske romsonden Yohkoh (Solstråle) som var operativt fra august 1991 til september 2005, gjennomførte en rekke observasjoner av heliosfæren.

Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) ble utviklet og bygget av ESA og NASA. Sonden ble i 1995 plassert i L1 (larangepunkt 1), et unikt punkt på linjen mellom Jorden og Solen med omløpstid på ett år hvor den alltid har fri sikt mot Solen. SOHO er forventet å være operativ ut 2025.

Den japansk solsatellitten Hinode (Soloppgang) ble skutt opp 22. september 2006. I sin solsynkrone bane kan også den observere Solen kontinuerlig.

Den 26. oktober 2006 ble Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO), som består av to nær identiske romvær-solsonder, brakt ut til sine heliosentriske baner. Ved å plassere den ene sonden foran Jorden i dens bane og den andre bak, ble omløpstidene litt forskjellige; 347 dager for STEREO A og 387 dager for STEREO B. Sondene kunne dermed etter hvert observere Solen fra økende forskjellige synsvinkler.

Transition Region and Coronal Explorer (TRACE), som var operativ fra 2. april 1998 til 21. juni 2010, var plassert i nord-syd orientert bane rundt Jorden slik at den aldri befant seg i jordskyggen. TRACEs observasjoner var konsentrerte om solatmosfærens transisjonssone.

Den amerikanske solobservatoriet Reuven Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI), som ble skutt opp 5. februar 2002, forventes å være operativ til 2022.

NASAs Solar Dynamics Observatory (SDO), en oppfølger av SOHO, ble skutt opp den 11. februar 2010. Den går i en geosynkron bane, som innebærer en omløpstid på 24 timer og at den derved hele tiden befinner seg over samme sted på jordoverflaten. SDO har et meget omfattende observasjonsprogram og stor overføringskapasitet for data.

Den amerikanske solforskningssatellitten Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS) ble skutt opp i solsynkron bane i 2013. Institutt for teoretisk astrofysikk, Universitetet i Oslo, medvirker i arkivering og bruk av data fra IRIS.

De to solnære romsondene, Parker Solar Probe og Solar Orbiter, ble henholdsvis 12. august 2018 og 10. februar 2020 skutt ut til sine sterkt elliptiske solbaner. Under sine perihelionpassasjer vil begge sondene etter hvert komme vesentlig nærmere Solen enn noen tidligere romsonde har vært.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg