El Telescopio Solar Dunn, también conocido como Telescopio Solar Richard B. Dunn [1], es un telescopio solar de eje vertical único , en Sunspot, Nuevo México, ubicado en Sacramento Peak , Nuevo México . Es el telescopio principal del Observatorio Solar Sunspot , operado por la Universidad Estatal de Nuevo México en asociación con el Observatorio Solar Nacional mediante financiación de la Fundación Nacional de Ciencias , [2] el estado de Nuevo México y fondos privados de otros socios. El Telescopio Solar Dunn se especializa en espectroscopia y imágenes de alta resolución para ayudar a los astrofísicos de todo el mundo a obtener una mejor comprensión de cómo el Sol afecta a la Tierra. Terminado en 1969, fue actualizado con óptica adaptativa de alto orden en 2004 y sigue siendo un observatorio astrofísico muy versátil que sirve como una importante plataforma de prueba para desarrollar nueva instrumentación y tecnologías. El Telescopio Solar Dunn, ubicado en Sunspot, Nuevo México, es un telescopio solar de eje vertical que se especializa en espectroscopia y imágenes de alta resolución . Se completó en 1969 y recibió una importante mejora con óptica adaptativa de alto nivel en 2004.
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El Telescopio Solar Dunn se especializa en espectroscopia y imágenes solares de alta resolución. Estas observaciones permiten a los astrónomos solares de todo el mundo obtener una mejor comprensión del Sol. El telescopio fue inaugurado como el principal telescopio solar óptico de alta resolución espacial del mundo en 1969. Con una plataforma de observación giratoria horizontal de 40 pies de ancho, de manera que no es necesario montar instrumentos en el telescopio, el Telescopio Solar Dunn continúa ofreciendo una configuración versátil y fácil de usar. Tiene dos bancos de óptica adaptativa de alto orden para compensar la borrosidad provocada por la atmósfera terrestre. Los científicos e ingenieros utilizan el Dunn para investigar una variedad de actividades solares, a menudo en conjunto con satélites o lanzamientos de cohetes, y para desarrollar nuevas tecnologías para el Telescopio Solar Daniel K. Inouye de 4 metros.
Como un iceberg, sólo una parte del volumen del telescopio es visible desde la superficie. El camino óptico comienza en un helióstato encima de una torre de 41 m (136 pies) de altura y continúa 59 m (193 pies) más bajo tierra hasta el espejo primario. [3] El punto excavado más bajo (el fondo del sumidero) está a 228 pies (69 m) bajo tierra. Luego regresa a una de las seis ventanas ópticas de cuarzo en el piso de un laboratorio óptico a nivel del suelo. Todo el edificio, de arriba a abajo, es un solo instrumento. Todo el sistema óptico del telescopio, desde la parte superior de la Torre hasta la base de su porción subterránea, más el piso de la sala de observación de 40 pies de diámetro, está suspendido desde la parte superior de la Torre mediante un soporte flotante de mercurio. El rodamiento, a su vez, está colgado de tres pernos, cada uno de sólo 76 milímetros (3,0 pulgadas) de diámetro. Toda la estructura óptica y mecánica del telescopio es más larga que un campo de fútbol y pesa más de 250 toneladas. La óptica está evacuada para eliminar la distorsión debida a la convección en el telescopio que de otro modo sería causada por el gran calor producido al enfocar la luz del sol . Una característica única del telescopio es su enfoque para la desrotación de la imagen: todo el telescopio de 100 metros de largo (330 pies) y el laboratorio de óptica de 40 pies (12 m) de diámetro, 250 toneladas en total, gira suspendido de un flotador de mercurio en la cima de la torre.
A pesar del tamaño y el peso, gran parte del telescopio se puede controlar y monitorear desde una única sala de control, a un lado de la mesa principal de observación del instrumento.
El Telescopio Solar Dunn tiene un banco óptico giratorio, que se puede configurar para múltiples configuraciones de observación, según los requisitos de la ciencia que se estudia. Los cuatro instrumentos más utilizados, que a menudo se utilizan juntos en una configuración de observación compleja, son:
El espectropolarímetro IR de la instalación es un espectropolarímetro de múltiples rendijas diseñado específicamente para que el Telescopio Solar Dunn estudie el magnetismo en la superficie solar. El instrumento toma muestras de cortes adyacentes de la superficie solar utilizando cuatro rendijas paralelas para lograr una espectropolarimetría de alta cadencia y precisión limitada por difracción . Se pueden observar simultáneamente hasta cuatro líneas espectrales en longitudes de onda visibles e infrarrojas, que cubren cuatro alturas diferentes en la atmósfera solar. Se puede optimizar para proporcionar cobertura espectral simultánea en longitudes de onda visibles (3500 – 10 000 Å) e infrarrojas (9000 – 24 000 Å) mediante el uso de un diseño exclusivo de doble brazo. Fue diseñado para "capturar las líneas Fe I 6302 Å y Fe I 15648 Å o He I 10830Å con la máxima eficiencia". [4]
El espectro-POlarímetro para regiones ópticas e infrarrojas realiza polarimetría de Stokes con lentes acromáticas en varias regiones espectrales visibles e infrarrojas. Terminado en 2005, fue diseñado para actuar como un instrumento 'experimental', construido con una flexibilidad que permitiera la combinación de muchas líneas espectrales, "limitado sólo por consideraciones prácticas (por ejemplo, el número de detectores disponibles, el espacio en el panel óptico) banco, etc.)" [5]
El espectropolarímetro interferométrico bidimensional (IBIS) es un interferómetro dual, espectropolarímetro de imágenes. Utiliza una serie de sintonización piezoeléctrica precisa para escanear rápidamente líneas espectrales seleccionadas entre 550 y 860 nm. Esto crea una serie temporal de imágenes de alta fidelidad, espectroscopia y polarimetría del Sol. Tiene un gran campo de visión circular combinado con alta resolución espectral (R ≥ 200 000), espacial ≃ 0,2 ″) y temporal (varios fotogramas por segundo) [6]
El instrumento de Oscilaciones Rápidas en la Atmósfera Solar (ROSA) es un sistema de control único de 6 cámaras CCD de lectura rápida de imágenes. El chip completo de cada cámara se puede leer a 30 fotogramas por segundo y todas las cámaras se activan desde un sistema de control. Como tal, proporciona la capacidad de obtener imágenes de múltiples capas de la fotosfera y la cromosfera simultáneamente. En su instalación en 2010, generó hasta 12 TB de datos por día [7], lo que lo convirtió en uno de los conjuntos de datos más grandes en astronomía solar terrestre en ese momento.
Además, se encuentran disponibles algunos instrumentos más antiguos, aunque ahora rara vez se utilizan.
Inferir propiedades de polarización del telescopio a través de líneas espectrales sin polarización lineal. [8] Derks, A., Beck, C., Martínez Pillet, V., 2018. Astronomía y Astrofísica volumen 615, A22 (2018)
Adaptación del Telescopio Solar Dunn para imágenes del espectro Doppler joviano. [9] Underwood, TA, Voelz, D., Schmider, F.-X., Jackiewicz, J., Dejonghe, J., Bresson, Y., Hull, R., Goncalves, I., Gualme, Pensilvania, Morand, F., Preis O., SPIE Ingeniería óptica 10401Y (2017)
Los campos magnéticos coronales solares se obtienen utilizando técnicas sismológicas aplicadas a ondas omnipresentes de manchas solares. [10] Jess et al., 2016. Artículo de portada de Nature Physics, volumen 12, número 2, febrero de 2016
Óptica adaptativa solar multiconjugada en el telescopio solar Dunn [11] Rimmele, T., Hegwer, S., Richards, K., Woeger, F.., 2008, Óptica adaptativa multiconjugada.
Interferometría moteada con datos solares corregidos con óptica adaptativa [12] Wöger, F., von der Lühe, O., Reardon, K., 2008, Interferometría moteada.
El arquitecto e ingeniero Charles W. Jones inició el diseño de un telescopio de torre de vacío solar en 1963. La construcción del edificio final comenzó en 1966 bajo el mando del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. y finalizó en 1967, a un costo de alrededor de $ 3 millones con el estudio de arquitectura de Roghlin and Baran, Associates. Richard B. Dunn, a quien finalmente se dedicó el instrumento, [13] escribió un artículo en Sky and Telescope sobre la finalización del instrumento en 1969. Como se cita en el artículo "En nuestro diseño queríamos, sobre todo, eliminar los problemas de visión local, que se discuten en cada reunión sobre instrumentación solar. Los astrónomos solares se preocupan por las turbulencias causadas por la ranura en la cúpula del observatorio, el calentamiento de las superficies de la cúpula, el calentamiento del telescopio, la convección local y las turbulencias dentro del sistema óptico... En nuestro caso, se eliminó la cúpula. Colocamos una ventana en lo alto de una torre piramidal de 135 pies y luego evacuamos el aire de todo el telescopio dentro de la torre. Esto último reduce los efectos de la convección local y el vacío elimina la turbulencia interna. y problemas de visión. Además, proporciona la comodidad de una sala de observación con calefacción..." [14]
Más de la mitad del edificio está bajo tierra: la torre se extiende 136 pies sobre el suelo y 220 pies bajo tierra. Un tubo de vacío vertical está encerrado dentro de la torre de concreto con paredes de 3 pies de espesor. Una ventana de entrada en la parte superior de la torre y dos espejos reflejan la luz del sol a través del tubo de vacío donde se refleja en el espejo primario de 64 pulgadas. El espejo primario actúa para enfocar la luz y la envía de regreso al nivel del suelo, donde sale del tubo de vacío en los bancos ópticos dentro del edificio. El tubo de vacío interior de más de 250 toneladas está suspendido por un cojinete que contiene 10 toneladas de mercurio. Este rodamiento permite girar todo el tubo de vacío de 250 toneladas, compensando la rotación aparente de la imagen cuando el Sol sale hacia el cielo.
El telescopio de la torre se inauguró originalmente el 15 de octubre de 1969 y en 1998 se le cambió el nombre [15] en honor a Richard B. Dunn . [16] Una placa en las instalaciones dice: "Nombrado en honor a uno de los constructores de instrumentos más creativos de la astronomía solar, este telescopio de torre de vacío es la obra maestra de la larga carrera científica de Richard B. Dunn en el Observatorio Peak de Sacramento " (1998). La construcción de la torre de vacío utilizada para el DST tuvo un impacto significativo en los futuros instrumentos solares: las imágenes obtenidas con este tipo de telescopio solar eran tan nítidas que casi todos los grandes telescopios solares construidos desde entonces se han basado en el concepto de torre de vacío".
