O Telescópio Solar Daniel K. Inouye (DKIST), o maior telescópio solar do mundo, capturou sua primeira imagem de o sol - a imagem de mais alta resolução de nossa estrela até agora - no mês passado.
A imagem começa com o que os cientistas esperam que seja um estudo de quase 50 anos da estrela mais importante da Terra. As novas imagens revelam pequenas estruturas magnéticas com detalhes incríveis. À medida que a construção no telescópio de 4 metros termina no pico de Haleakala na ilha havaiana de Maui, mais instrumentos do telescópio começarão a ficar on-line, aumentando sua capacidade de lançar luz sobre o sol ativo.
A resolução e sensibilidade únicas de Inouye permitirão sondar o campo magnético do sol pela primeira vez, enquanto estuda as atividades que conduzem clima espacial no bairro da Terra. Partículas carregadas lançadas do sol podem interferir nos satélites mecânicos da Terra, nas redes de energia e na infraestrutura de comunicação. O novo telescópio também se aprofundará em um dos mistérios solares mais contra-intuitivos: por que o corona do sol, ou camada externa, é mais quente que sua superfície visível.
"Essas são as imagens e os filmes de maior resolução da superfície solar já capturados", disse o diretor da Inouye, Thomas Rimmele, durante entrevista coletiva na sexta-feira (24 de janeiro). "Até agora, acabamos de ver a ponta do iceberg."
"Um canivete suíço"
A construção começou no telescópio solar Inouye em 2012. Desde então, o telescópio permaneceu dentro do orçamento e do cronograma, de acordo com Dave Boboltz, diretor do programa da Divisão de Astronomia da National Science Foundation.
O telescópio capturou a imagem recém-lançada, que é sua primeira imagem de engenharia, em 10 de dezembro de 2019, mas o observatório ainda não está completo. Apenas um único instrumento, o Visible Broadband Imager (VBI), estava operacional naquele momento. O VBI tira imagens de alta resolução da superfície solar e da atmosfera mais baixa.
O segundo instrumento do observatório, o Espectropolarímetro Visível (VISP), começou a operar na quinta-feira (23 de janeiro). Como um prisma, o VISP divide a luz em suas cores componentes para fornecer medições precisas de suas características ao longo de vários comprimentos de onda. Os instrumentos restantes serão ativados à medida que a construção continuar no prédio de 13 andares, com as operações completas planejadas para começar em julho de 2020.
"Agora estamos na corrida final de uma maratona muito longa", disse Rimmele.
As primeiras imagens de luz capturadas são uma imagem de cores falsas do sol. Como o prédio ainda está em construção, as imagens foram processadas apenas, mas não analisadas para resultados científicos. No entanto, Rimmele disse que o estruturas magnéticas que anteriormente apareciam nas imagens solares como pontos únicos brilhantes agora são visíveis como várias estruturas menores, fornecendo uma dica das capacidades do novo telescópio solar.
O próximo instrumento que será entregue ao cume será o espectrômetro-polarímetro infravermelho próximo criogênico, que estudará a atmosfera solar em comprimentos de onda infravermelhos, a fim de sondar campos magnéticos na coroa do sol em um amplo campo de visão. Logo após, chegará o Polarímetro de Espectro Infravermelho Próximo da Difração, eventualmente usando fibras ópticas para coletar dados espectrais em todos os pontos de uma imagem solar bidimensional, permitindo medir simultaneamente informações espaciais e espectrais. O instrumento final, o Visible Tunable Filter, captura imagens de alta resolução do sol enquanto realiza varreduras em alta velocidade da luz que podem identificar átomos e moléculas.
Inouye deve operar por 44 anos, o que deve cobrir dois dos 22 anos completos de sol ciclos solares. Seu conjunto de instrumentos provavelmente mudará ao longo do tempo.
"O verdadeiro poder do telescópio solar Inouye é sua flexibilidade, sua capacidade de atualização", disse Boboltz. "É como ter um canivete suíço para estudar o sol".
Solver solar
O sol constantemente lança material para o espaço em todas as direções. Esse vento solar em andamento interage com o campo magnético da Terra, causando as auroras.
Outras explosões são mais dramáticas. Ocasionalmente, o sol cuspirá grandes pedaços de plasma e partículas, conhecidos como ejeções de massa coronal (CMEs); se atingem a Terra, podem afetar satélites e redes de energia, com os mais poderosos causando apagões. Uma das catástrofes modernas mais conhecidas ocorreu em 1989, quando uma tempestade geomagnética atingiu Quebec, provocando um apagão de nove horas em todo o território canadense. Estudos estabeleceram o custo de um apagão generalizado de dezenas de bilhões para trilhões de dólares, dependendo das circunstâncias.
Tais efeitos podem se tornar mais graves. "Nossa crescente dependência da tecnologia aumenta muito nossa vulnerabilidade ao clima espacial", disse Boboltz.
Os efeitos podem ser pequenos, mas devastadores. Em setembro de 2017, quando um trio de furacões avançou pelo Caribe, explosões solares causaram vários blecautes de rádio no lado ensolarado da terra. Vários blecautes de rádio interromperam as comunicações durante o período perigoso, às vezes por até 8 horas.
"Um evento natural na Terra e um evento natural no sol, quando combinados, representam uma ameaça muito maior à nossa sociedade", disse o diretor da Fundação Nacional de Ciência, Valentin Pillet, durante a entrevista coletiva.
O telescópio Inouye deve permitir que os astrônomos aprendam mais sobre o que impulsiona o clima espacial. Esse entendimento pode ajudar a acelerar as previsões para os eventos mais extremos, permitindo uma resposta mais rápida em situações perigosas.
Inouye não agirá sozinho para conseguir isso. "Para realmente entender os fatores e o impacto do clima espacial, precisamos usar duas abordagens complementares", afirmou Pillet. Inouye lidará com o primeiro, fazendo observações detalhadas da superfície magnética do sol.
A segunda abordagem exige o envio de naves espaciais perto do sol.
Da NASA Parker Solar Probe lançado em 2018 e chegará a 6 milhões de quilômetros na sua aproximação mais próxima da estrela. Em fevereiro, a NASA e a Agência Espacial Européia lançarão o Solar Orbiter, uma missão dedicada ao estudo da heliosfera do sol, a bolha de partículas carregadas soprada no espaço pelo vento solar.
O trio é "muito complementar de maneiras diferentes", disse Pillet. Embora Inouye forneça uma visão detalhada do campo magnético do sol, as missões espaciais colocarão suas observações no contexto da atividade solar e do clima solar.
Juntos, "eles estarão na vanguarda da descoberta no próximo meio século", disse Pillet. "É realmente um ótimo momento para ser um astrônomo solar", disse ele.
"Casa do sol"
Haleakala, havaiana para "Casa do Sol", parece ser o cenário ideal para um telescópio solar. Famoso mundialmente por seu nascer do sol espetacular, o vulcão adormecido recebe cerca de 15 minutos mais luz do dia do que a parte do nível do mar da ilha de Maui.
Segundo a tradição havaiana, o vulcão recebeu o nome de um truque praticado ao sol pelo semideus Maui. A mãe de Maui reclamou que o sol voou pelo céu tão rápido que seu pano não secou. O malandro subiu ao topo da montanha e amarrou o sol, recusando-se a soltá-lo até que o sol concordasse em desacelerar. Para garantir sua libertação, o sol concordou em viajar mais devagar por seis meses do ano.
O significado espiritual dos picos havaianos causou estragos em outros telescópios. Protestos sobre a crescente presença astronômica em Mauna Kea tem construção interrompida do telescópio de trinta metros. Inouye não escapou da oposição. Em 2015 e 2017, centenas de manifestantes se reuniram para impedir que veículos de construção viajem para o topo do pico.
Desde então, as autoridades do telescópio se reuniram duas vezes por ano com um grupo de trabalho de havaianos nativos, que pretendem trazer para ver o telescópio pronto. Um novo Centro de Apoio Científico também foi construído na base da montanha para fornecer apoio externo, e o pico permanece aberto para os havaianos nativos que desejam praticar sua religião nas encostas.
O Observatório Nacional Solar também elaborou um conjunto de planos de aula para professores do ensino médio que destacam a longa história do Havaí que foi apresentado aos professores locais em 2019.
"Conseguimos amenizar grande parte dessa disputa", disse Boboltz.
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