Un telescopio solar u observatorio solar es un telescopio de propósito especial que se utiliza para observar el Sol . Los telescopios solares suelen detectar luz con longitudes de onda dentro o no muy alejadas del espectro visible . Los nombres obsoletos para los telescopios solares incluyen heliógrafo y fotoheliógrafo .
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Los telescopios solares necesitan ópticas lo suficientemente grandes para lograr el mejor límite de difracción posible , pero no tanto para la potencia de recolección de luz asociada a otros telescopios astronómicos. Sin embargo, recientemente, los nuevos filtros más estrechos y las velocidades de cuadro más altas también han llevado a los telescopios solares a operar con escasez de fotones. [1] Tanto el telescopio solar Daniel K. Inouye como el propuesto Telescopio Solar Europeo (EST) tienen aperturas más grandes no solo para aumentar la resolución, sino también para aumentar la potencia de recolección de luz.
Como los telescopios solares funcionan durante el día, la visibilidad suele ser peor que con los telescopios nocturnos, porque el suelo alrededor del telescopio se calienta, lo que provoca turbulencias y degrada la resolución. Para paliar esto, los telescopios solares suelen construirse sobre torres y las estructuras se pintan de blanco. El Dutch Open Telescope está construido sobre un armazón abierto para permitir que el viento pase a través de toda la estructura y proporcione refrigeración alrededor del espejo principal del telescopio.
Otro problema específico de los telescopios solares es el calor generado por la luz solar, que se enfoca con mucha precisión. Por este motivo, un tope térmico es una parte integral del diseño de los telescopios solares. En el caso del telescopio solar Daniel K. Inouye , la carga térmica es de 2,5 MW/m2 , con potencias máximas de 11,4 kW. [2] El objetivo de un tope térmico de este tipo no es solo sobrevivir a esta carga térmica, sino también permanecer lo suficientemente frío como para no inducir ninguna turbulencia adicional dentro de la cúpula del telescopio.
Los observatorios solares profesionales pueden tener elementos ópticos principales con longitudes focales muy largas (aunque no siempre, Dutch Open Telescope ) y trayectorias de luz que operan en vacío o helio para eliminar el movimiento del aire debido a la convección dentro del telescopio. Sin embargo, esto no es posible para aperturas de más de 1 metro, en las que la diferencia de presión en la ventana de entrada del tubo de vacío se vuelve demasiado grande. Por lo tanto, el telescopio solar Daniel K. Inouye y el EST tienen refrigeración activa de la cúpula para minimizar la diferencia de temperatura entre el aire dentro y fuera del telescopio.
Debido al estrecho recorrido del Sol por el cielo, algunos telescopios solares están fijos en su posición (y a veces enterrados bajo tierra), y la única parte móvil es un helióstato para seguir al Sol. Un ejemplo de esto es el Telescopio Solar McMath-Pierce .
El Sol, al ser la estrella más cercana a la Tierra, ofrece una oportunidad única para estudiar la física estelar con alta resolución. Hasta la década de 1990, [3] era la única estrella cuya superficie había sido resuelta. Los temas generales que interesan a un astrónomo solar son su periodicidad de 11 años (es decir, el ciclo solar ), las manchas solares , la actividad del campo magnético (véase dinamo solar ), las erupciones solares , las eyecciones de masa coronal , la rotación diferencial y la física del plasma .
La mayoría de los observatorios solares observan ópticamente en longitudes de onda visibles, ultravioleta e infrarrojas cercanas, pero se pueden observar otros fenómenos solares, aunque no desde la superficie de la Tierra debido a la absorción de la atmósfera:
En el campo de la astronomía amateur existen muchos métodos para observar el Sol. Los aficionados utilizan desde sistemas sencillos para proyectar el Sol sobre un trozo de papel blanco, filtros bloqueadores de luz , cuñas Herschel que redirigen el 95% de la luz y el calor lejos del ocular, [4] hasta sistemas de filtros de hidrógeno-alfa e incluso espectrohelioscopios de fabricación casera . A diferencia de los telescopios profesionales, los telescopios solares amateur suelen ser mucho más pequeños. [ cita requerida ]
En un telescopio convencional, se utiliza un filtro extremadamente oscuro en la apertura del tubo primario para reducir la luz del sol a niveles tolerables. Dado que se observa todo el espectro disponible, esto se conoce como observación de "luz blanca", y el filtro de apertura se llama "filtro de luz blanca". El problema es que incluso reducido, el espectro completo de luz blanca tiende a oscurecer muchas de las características específicas asociadas con la actividad solar, como las prominencias y los detalles de la cromosfera (es decir, la superficie). Los telescopios solares especializados facilitan la observación clara de dichas emisiones H-alfa mediante el uso de un filtro de ancho de banda implementado con un etalón Fabry-Perot . [5]
Una torre solar es una estructura que se utiliza para sostener equipos destinados a estudiar el Sol y que suele formar parte de los diseños de telescopios solares. Los observatorios de torre solar también se denominan telescopios de torre de vacío. Las torres solares se utilizan para elevar el equipo de observación por encima de la turbulencia atmosférica causada por el calentamiento solar del suelo y la radiación del calor a la atmósfera. Los observatorios tradicionales no tienen por qué estar situados a gran altura sobre el nivel del suelo, ya que realizan la mayor parte de sus observaciones durante la noche, cuando la radiación del suelo es mínima.
El observatorio solar horizontal Snow se construyó en el monte Wilson en 1904. Pronto se descubrió que la radiación térmica estaba alterando las observaciones. Casi tan pronto como se inauguró el Observatorio Snow, se iniciaron los planes para una torre de 60 pies de altura (18 m) que se inauguró en 1908, seguida de una torre de 150 pies (46 m) en 1912. La torre de 60 pies se utiliza actualmente para estudiar la heliosismología , mientras que la torre de 150 pies está activa en el Programa del Ciclo Solar de la UCLA .
El término también se ha utilizado para referirse a otras estructuras utilizadas con fines experimentales, como el Experimento del Efecto Cherenkov Atmosférico de la Torre Solar ( STACEE ), que se utiliza para estudiar la radiación Cherenkov , y la torre de energía solar del Instituto Weizmann .
Otros telescopios solares que tienen torres solares son el Telescopio Solar Richard B. Dunn , la Torre del Observatorio Solar Meudon y otros.
