Благодаря недавней модернизации и без того самого высокоточного в мире телескопа Солнечной обсерватории «Большой Медведь» (BBSO), предназначенного для наблюдения за Солнцем, теперь у астрономов имеется возможность получать самые детализованные изображения нашего светила в реальном времени.
Новые возможности серьезно упростят исследователям работу и позволят существенно расширить спектр наблюдений за солнечной активностью в режиме реального времени. Например, теперь ученые смогут гораздо лучше понять специфику высокоэнергетических явлений, таких как, например, солнечные бури, которые способны оказать серьезное воздействие на наши космические спутники и коммуникационные технологии.
«Для понятия фундаментальной динамики нашего Солнца вроде природы солнечных штормов нам необходимо собирать как можно больше информации с как можно больших точек зрения. Например, в момент больших вспышек во многих местах одновременно происходят серьезные изменения в магнитном поле. Проследить за всем сразу очень трудно», — говорит физик Филип Гуд из Технологического института Нью-Джерси.
Для получения более широкой перспективы на подобного рода события команда Гуда, а также исследователи из Национальной солнечной обсерватории США и немецкого Института солнечной физики Кипенхойера более десятилетия работали над технологией мультисопряженной адаптивной оптики (MCAO).
Основой устройства MCAO являются три изменяющих форму зеркала, способные корректировать искажения световых волн, вызываемые атмосферой Земли. Когда свет от Солнца входит в земную атмосферу, он встречается с турбулентными потоками воздуха, которые могут «замылить» наши наблюдения. Аналогичное явление можно наблюдать, например, в жаркий день на дороге. Если посмотреть вдаль, начинает казаться, что она «плывет». Этот эффект вызывается воздушными массами в процессе смешивания различных температур, которые искажают световые волны, просачивающиеся сквозь атмосферу. По той же причине, например, при просмотре невооруженным глазом на звезды нам кажется, что они мерцают. Суть в том, что этот эффект невозможно компенсировать с помощью обычных телескопов.
Однако MCAO может «обходить» этот эффект благодаря трем своим зеркалам, которые управляются экстремально высокоточными и быстрыми камерами, снимающими со скоростью 2000 кадров в секунду. Каждое из этих трех зеркал улавливает свет на разных уровнях земной атмосферы: на наземном уровне, на высоте 4,8 километра и на высоте 9,7 километра. Благодаря одновременному анализу изображений система способна эффективно корректировать результаты искажений, обеспечивать вид на солнечную активность в режиме реального времени и при этом в три раза более широком угле обзора, чем раньше.
Другими словами, теперь у астрономов имеется возможность в реальном времени следить за такими вещами, как солнечные пятна в фотосфере Солнца, растягивающиеся до 32 000 километров. Ранее за такими явлениями без искажений мы могли наблюдать лишь порционно, то есть частично, а не в виде общей картины. Новые же возможности, в свою очередь, позволят нам понять насколько именно мы уязвимы перед лицом катастрофических геомагнитных штормов, способных в буквальном смысле выжечь всю нашу электромагнитную сеть и телекоммуникационные системы на годы, не говоря уже о более печальных последствиях.
«Только путем одновременного наблюдения за общей картиной выбросов мы сможем точно измерять размеры, мощность, продолжительность и опасность этих магнетических явлений», — комментирует Гуд.
«Мы могли бы теперь также заняться анализом и изучением сил, управляющих и заставляющих магнитные поля кружить друг вокруг друга до того момента, как они коллапсируют и выбрасывают колоссальный объем радиации и частиц, которые, в случае направления в сторону Земли, могут обернуться для нас катастрофическими космическими погодными явлениями».
