El Telescopio Solar Daniel K. Inouye ( DKIST ) es una instalación científica para estudios del Sol en el Observatorio Haleakala en la isla hawaiana de Maui . Conocido como Telescopio Solar de Tecnología Avanzada ( ATST ) hasta 2013, recibió el nombre de Daniel K. Inouye , senador estadounidense por Hawái . [1] Es el telescopio solar más grande del mundo , con una apertura de 4 metros. [2] [3] El DKIST está financiado por la Fundación Nacional de Ciencias y administrado por el Observatorio Solar Nacional . El costo total del proyecto es de $ 344,13 millones. [4] Es una colaboración de numerosas instituciones de investigación. Algunas imágenes de prueba se publicaron en enero de 2020. [5] El final de la construcción y la transición a las observaciones científicas se anunció en noviembre de 2021. [6]
El DKIST puede observar el Sol en longitudes de onda que van desde el visible hasta el infrarrojo cercano y tiene un espejo primario de 4,24 metros en una configuración gregoriana fuera del eje que proporciona una apertura clara y sin obstrucciones de 4 metros . La óptica adaptativa corrige las distorsiones atmosféricas y el desenfoque de la imagen solar, lo que permite observaciones de alta resolución de características del Sol tan pequeñas como 20 km (12 millas). El diseño de apertura clara fuera del eje evita una obstrucción central, lo que minimiza la luz dispersa. También facilita el funcionamiento de la óptica adaptativa y la reconstrucción de imágenes digitales, como la obtención de imágenes moteadas .
El sitio en el volcán Haleakalā fue seleccionado por su clima despejado durante el día y sus condiciones atmosféricas favorables para la visibilidad . [7]
Comenzó sus primeras observaciones científicas el 23 de febrero de 2022, lo que marca el inicio de su fase de puesta en servicio de operaciones de un año de duración. [8]
El contrato para construir el telescopio se adjudicó en 2010, y la fecha de finalización prevista para ese entonces era 2017. [9] La construcción física en el sitio DKIST comenzó en enero de 2013, [10] y el trabajo en la carcasa del telescopio se completó en septiembre de 2013. [11]
El espejo primario fue entregado al sitio la noche del 1 al 2 de agosto de 2017 [12] y el telescopio terminado proporcionó imágenes del sol con un detalle sin precedentes en diciembre de 2019. Se agregaron más instrumentos para medir el campo magnético del sol en la primera mitad de 2020. [3] La finalización de la construcción y la transición a la fase operativa con las primeras observaciones científicas se anunció el 22 de noviembre de 2021. En ese momento, el telescopio había estado en construcción durante más de 25 años (incluido el diseño preliminar, etc., no solo el edificio). [6]
El espejo primario de 75 mm de espesor f/2 tiene un diámetro de 4,24 metros y los 12 cm exteriores están enmascarados, lo que deja una sección de 4 metros fuera del eje de una parábola cóncava de 12 metros de diámetro f/0,67 . Fue fundido a partir de Zerodur por Schott y pulido en el Laboratorio de Espejos Richard F. Caris de la Universidad de Arizona y aluminizado por la instalación de recubrimiento de espejos AMOS . [13] [14]
El espejo secundario de 0,65 metros , un elipsoide cóncavo con una distancia focal de 1 metro, está hecho de carburo de silicio y está montado sobre un hexápodo para compensar la expansión térmica y la flexión de la estructura del telescopio, manteniendo el espejo en su posición óptima.
Un componente clave del DKIST es su sistema de óptica adaptativa y activa , que se encarga de corregir las distorsiones en las imágenes del telescopio causadas por la atmósfera terrestre. Estas distorsiones, conocidas como "seeing", pueden ser causadas por gradientes de temperatura y otros factores en la atmósfera y pueden degradar significativamente la calidad de las imágenes del telescopio. [15] [16]
El sistema de óptica adaptativa del DKIST utiliza un espejo deformable , que puede ajustarse en tiempo real para corregir las distorsiones atmosféricas. El sistema también incluye un sensor de frente de onda , que mide las distorsiones de la luz entrante y envía esta información al espejo deformable para realizar los ajustes necesarios. [17] [15]
Por otra parte, el sistema de óptica activa es el encargado de mantener el enfoque y la alineación del telescopio. Utiliza una red de sensores y actuadores para supervisar y ajustar constantemente la posición de los espejos del telescopio, garantizando que permanezcan correctamente alineados y enfocados. [15]
En conjunto, los sistemas de óptica adaptativa y activa permiten al DKIST producir algunas de las imágenes del Sol de mayor resolución jamás tomadas. Estas imágenes se pueden utilizar para estudiar la superficie y la atmósfera del Sol con mayor detalle, ayudando a los científicos a comprender mejor los procesos que impulsan la actividad solar y el clima espacial. [18]
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Se espera que DKIST tenga cinco instrumentos de primera generación. [20]
El VBI es un generador de imágenes de dos canales limitado por difracción , en el que cada trayectoria está formada por un filtro de interferencia y una cámara con sensor CMOS científico digital que toma muestras de la imagen del Sol. Cada cámara tiene 4k×4k píxeles. Los filtros de interferencia funcionan como un filtro de paso de banda que solo transmite un rango de longitud de onda seleccionado (es decir, color) de la luz solar. Hay cuatro filtros de interferencia diferentes disponibles en cada canal que están montados en una rueda de filtros de cambio rápido motorizada.
Canal azul VBI ( campo de visión de 45 ″ )
Canal rojo VBI ( campo de visión de 69 ″ )
Por cada longitud de onda, se grabará una ráfaga de imágenes con una alta velocidad de cuadros (30 fps ), se analizará digitalmente y se formará una única imagen nítida ( reconstrucción de moteado ).
VBI es fabricado por el Observatorio Solar Nacional .
ViSP es fabricado por el Observatorio de Gran Altitud .
VTF es fabricado por el Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik .
DL-NIRSP es un espectrógrafo de campo integral basado en rejilla de difracción con una resolución espectral R=250000. DL-NIRSP es fabricado por el Instituto de Astronomía (IfA) de la Universidad de Hawái .
Cryo-NIRSP es fabricado por el Instituto de Astronomía (IfA) de la Universidad de Hawái .
En 2014 [actualizar], veintidós instituciones se habían unido a la colaboración para construir DKIST: [21]
Medios relacionados con el telescopio solar Daniel K. Inouye en Wikimedia Commons