Astronomie

Dans quelle mesure la surface du Soleil peut-elle être résolue par un observatoire ?

Dans quelle mesure la surface du Soleil peut-elle être résolue par un observatoire ?

Les photons ne manquent pas, dans quelle mesure un télescope pourrait-il résoudre les taches solaires et d'autres caractéristiques de la surface du Soleil ? En quoi un télescope solaire (spatial) à haute résolution serait-il différent de, par exemple, Hubble qui évite le Soleil d'un angle d'environ 50° ?


Les télescopes solaires ont généralement des filtres pour réduire la quantité de lumière atteignant leur détecteur. Selon leur objectif, ils peuvent utiliser, par exemple, des filtres à densité neutre pour réduire la quantité de lumière à un niveau où ils peuvent résoudre les détails sans bloquer aucun du spectre visible, des filtres alpha à hydrogène pour observer le Soleil à une longueur d'onde de 656 nanomètres pour observer des éléments dans l'atmosphère du Soleil tels que les proéminences solaires et la chromosphère, ou bloquer le disque solaire pour observer la couronne solaire, les éruptions et autres éjectas.

Hubble, d'autre part, est conçu dans un but très différent, comme prendre des images à longue exposition pour obtenir des images à spectre complet en champ profond et ultra-profond. Il évite le Soleil car même une très courte exposition au Soleil endommagerait ses instruments.


Sciences spatiales

Au cours de cette première année complète d'exploitation du télescope spatial Hubble (HST) remis à neuf de la NASA, les astronomes ont fait de nombreuses découvertes spectaculaires s'étendant jusqu'aux confins de l'univers à partir des planètes voisines de notre système solaire. (HST a été lancé en avril 1990 et entretenu en décembre 1993.) HST continue d'être l'un des observatoires les plus utilisés dans l'histoire, car au moins 60 pour cent de tous les astronomes aux États-Unis sont des enquêteurs HST qui travaillent à travers le Space Telescope Science Institut pour accomplir leurs observations.

Une équipe qui comprenait des scientifiques du Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO) et d'autres institutions a utilisé HST pour dériver une nouvelle valeur plus élevée pour le taux d'expansion de l'univers, impliquant ainsi un âge étonnamment jeune pour l'univers. En déterminant avec précision la distance d'une galaxie dans l'amas de la Vierge et en calculant les effets locaux du taux d'expansion de l'univers, les scientifiques ont pu effectuer cette mesure précise. Les astronomes ont déterminé que l'univers est plus petit et plus jeune qu'on ne le pensait auparavant, environ 10 milliards d'années et seulement deux fois l'âge de la planète Terre.

Une autre équipe a utilisé le HST pour recueillir des preuves que les nuages ​​d'hydrogène gazeux trouvés entre les galaxies à des milliards d'années-lumière de la Terre ont au moins 1 million d'années-lumière de diamètre, soit environ 10 fois plus gros qu'on ne le pensait auparavant, et structure en feuille remarquable. Ces résultats jettent un nouvel éclairage sur les propriétés des nuages ​​d'hydrogène gazeux, dont la nature est un mystère depuis leur découverte il y a un quart de siècle, et peuvent fournir des indices pour comprendre l'évolution des galaxies dans l'univers primitif.

Les observations HST par les astronomes SAO d'étoiles faibles au plus profond d'un amas globulaire ont fourni des preuves solides de l'existence de variables cataclysmiques. Ce sont des systèmes d'étoiles doubles en interaction violente qui peuvent contenir des indices sur l'évolution des amas, qui contiennent certaines des étoiles les plus anciennes de l'univers.

Les images HST des galaxies les plus éloignées jamais vues ont également montré comment la structure des galaxies a évolué au cours de la majeure partie de l'histoire de l'univers. Des images spectaculairement détaillées d'étoiles énergétiques dans notre propre galaxie ont montré le processus par lequel la matière est éjectée des nouvelles étoiles dans une direction tandis que des disques de poussière, de taille similaire à notre système solaire, s'accumulent autour de l'étoile. Des scientifiques du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont calibré les forces d'oscillateur de référence pour un certain nombre d'atomes, calculées à partir de la théorie de la structure atomique de pointe, ce qui a aidé la NASA à juger de la fiabilité des données atomiques par rapport à la haute précision des données observées. comme celle de la TVH.

Dans d'autres nouvelles astronomiques, l'observatoire Astro-2 a obtenu des résultats exceptionnels avec trois télescopes observant la lumière ultraviolette lors d'un vol record de 16 jours sur la navette spatiale Endeavour en mars 1995. Le résultat le plus important a été une mesure définitive de la quantité d'hélium répandu dans tout l'espace intergalactique, mesuré comme étant la quantité prédite par l'hypothèse du Big Bang. Cela indique que l'élément hélium a été créé pendant une phase chaude de l'univers primordial, quelques minutes seulement après le Big Bang lui-même. La mission Astro-2 a également été la première mission de la navette avec un accès Internet en direct, avec plus de 2 millions de demandes enregistrées pour obtenir des informations sur la mission.

L'Observatoire des rayons gamma de Compton (CGRO), lancé en avril 1991, a poursuivi diverses observations des rayons gamma, la forme de lumière la plus énergétique. À la fin de l'exercice 1995, les scientifiques avaient enregistré plus de 1 400 des mystérieux sursauts gamma, répartis uniformément sur tout le ciel. Le CGRO donne aux astrophysiciens leur seul outil pour continuer à observer ce mystère céleste des plus dramatiques. Les scientifiques ne savent pas si ces explosions de rayons gamma, qui durent quelques secondes, proviennent d'objets mystérieux entourant notre propre galaxie ou si elles surviennent dans d'autres galaxies proches des bords extérieurs de l'univers. Un débat public d'astrophysiciens n'a pas résolu la question. Le CGRO a également terminé une nouvelle étude des sources de rayons gamma les plus énergétiques, démontrant qu'environ la moitié d'entre elles sont des quasars avec des faisceaux d'énergie pointés directement vers nous mais laissant l'autre moitié encore non identifiée.

Après le CGRO et le HST, le prochain Grand Observatoire sera l'Advanced X-Ray Astrophysics Facility (AXAF). La figuration et le polissage des huit miroirs réfléchissant les rayons X pour AXAF ont été achevés au cours de l'exercice 1995, en vue du revêtement du miroir. Ce sont de loin les optiques les plus précises jamais développées pour l'imagerie des rayons X, et les miroirs terminés dépassent considérablement les exigences de performance. De plus, la caméra haute résolution en cours de construction au SAO a réussi son examen critique de conception.

Le vaisseau spatial Ulysse, lancé en octobre 1990, a terminé avec succès son passage au-dessus du pôle nord du Soleil, achevant ainsi la toute première exploration du vent solaire au-dessus de ses régions polaires. Ulysse s'éloigne maintenant du Soleil et reviendra passer au-dessus des pôles du Soleil dans les années 2000 et 2001. Les passages polaires se sont produits pendant le minimum solaire, lorsque l'activité sur le Soleil est au plus bas et lorsque les régions polaires sont dominées par flux de vent solaire à grande vitesse. Ulysse a découvert que le vent solaire était dominé par un écoulement à grande vitesse pour des latitudes supérieures à environ 30 degrés nord ou sud. Les scientifiques travaillant sur les projets de vaisseaux spatiaux Ulysse et Voyager ont détecté des oscillations dans les mesures du vent solaire, fournissant des indices sur l'intérieur profond du Soleil. SPARTAN 201, un petit satellite déployé et récupéré par la navette spatiale en septembre 1994 et septembre 1995 lors des passages polaires d'Ulysse, a découvert la présence de gaz étonnamment chaud (environ 10 millions de degrés Celsius) au-dessus des pôles du Soleil. Cela peut expliquer pourquoi la vitesse du vent solaire est si élevée (500 miles par seconde) dans les régions polaires solaires.

Les Voyagers 1 et 2, lancés en 1977, et les Pioneers 10 et 11, lancés respectivement en 1972 et 1973, ont poursuivi leur exploration des frontières extérieures du système solaire. Désormais presque deux fois plus éloignés du Soleil que Pluton, ces engins spatiaux approchent de la frontière entre le système solaire et l'espace interstellaire. Les Voyager, qui disposent de réserves de puissance suffisantes pour fonctionner jusqu'en 2015, pourraient atteindre cette limite d'ici la fin de ce siècle et devenir les premières sondes interstellaires.

La NASA a également été active dans plusieurs programmes internationaux consacrés à la recherche en physique spatiale. Yohkoh, une association japonaise/américaine mission lancée en août 1991, a poursuivi ses mesures de la couronne solaire et l'observation du changement de sa luminosité, de son activité et de sa complexité structurelle aux rayons X au fur et à mesure qu'elle évolue du maximum solaire au minimum solaire. En novembre 1994, le vaisseau spatial Global Geospace Science (GGS) Wind a été lancé avec succès sur une trajectoire en amont de la magnétosphère terrestre, où il a fourni des informations sur le vent solaire qui détermine les conditions dans la magnétosphère, y compris la région de la queue en aval. Le vaisseau spatial Geotail a découvert des particules de l'ionosphère terrestre dans la région de la queue magnétique distante à des distances (210 rayons terrestres) au-delà de celle de la Lune. Yohkoh, Wind et Geotail sont des éléments clés du programme international de physique solaire et terrestre (ISTP) pour l'étude de la variabilité solaire et de ses effets sur l'environnement spatial proche de la Terre. Ce programme implique des vaisseaux spatiaux des États-Unis, du Japon, d'Europe et de Russie. Plusieurs autres vaisseaux spatiaux ISTP devaient être lancés d'ici 1996.

Dans la zone suborbitale, les scientifiques de la NASA ont fait de nouvelles découvertes sur les éclairs de la haute atmosphère lors de campagnes aériennes et terrestres. Ces éclairs, appelés sprites (éclairs rouges) et jets (fontaines bleues), apparaissent au-dessus d'orages intenses et s'étendent jusqu'à 60 milles dans l'ionosphère. Les scientifiques ont obtenu les premiers spectres d'un sprite à l'été 1995 et ont également obtenu des images haute résolution montrant un nouveau type de sprite et sa structuration complexe. Une autre campagne de vols au-dessus d'orages intenses en Amérique centrale a détecté beaucoup moins d'événements que lors d'orages d'intensité similaire au-dessus des Grandes Plaines l'année dernière. Les scientifiques pensent que l'étude de ces éclairs dramatiques dans la haute atmosphère et des orages auxquels ils sont associés, peut conduire à une augmentation de la sécurité des avions. Dans un autre élément du programme suborbital, le programme de fusées-sondes de la NASA a connu 30 succès de lancement consécutifs au cours de l'exercice 1995.

Le vaisseau spatial Explorateur de particules solaires, anormales et magnétosphériques (SAMPEX) de la NASA a poursuivi son étude des électrons énergétiques et des ions atomiques du Soleil, ainsi que de l'espace interplanétaire, interstellaire et magnétosphérique. Les données SAMPEX fournissent des informations essentielles sur la façon dont les rayons cosmiques sont accélérés lors du choc héliosphérique, causé par la collision du vent solaire avec le gaz interstellaire. Les mesures SAMPEX ont fourni des données sur les particules énergétiques dans les ceintures de rayonnement piégées, qui peuvent affecter les systèmes électroniques des engins spatiaux tels que les satellites de communication.

En utilisant le Very Long Baseline Array (VLBA) de la National Science Foundation (NSF), une équipe de scientifiques de la SAO et du Japon a pu montrer des preuves convaincantes de l'existence d'un trou noir au centre de la galaxie NGC 4258. dernier télescope de l'Observatoire national de radioastronomie parrainé par la NSF, les 10 antennes du VLBA simulent la puissance grossissante d'un radiotélescope de plus de 5 000 miles de diamètre. Des astronomes de l'Observatoire national d'astronomie du Japon et du Centre d'astrophysique de Harvard-Smithsonian ont dirigé le VLBA vers le centre de NGC 4258 pour faire des images d'une résolution si élevée que les positions individuelles des masers à vapeur d'eau pourraient être mesurées ainsi que la vitesse de leur mouvement le long de la ligne de mire de la galaxie. Cela équivaut à lire un panneau sur un camion à Los Angeles depuis New York et à mesurer également la vitesse du camion. Un simple calcul a donné la masse de l'objet central, 30 millions de masses solaires, une masse beaucoup trop grande pour être contenue dans le volume disponible sauf par un trou noir. Le trou noir massif au centre de NGC 4258 a probablement atteint sa taille énorme au cours d'années d'accrétion de matière dans la région densément peuplée du centre de la galaxie.

Les astronomes de l'observatoire national de Kitt Peak, parrainé par la NSF, ont étudié la formation du halo galactique de la Voie lactée, une distribution énigmatique d'étoiles plus anciennes qui semble essentielle pour comprendre la formation de notre galaxie. Le défi de l'étude du Halo consistait à isoler un échantillon d'étoiles garanties d'être membres de cette population. L'équipe d'astronomes a été surprise d'observer que la population aplatie d'étoiles "jeunes" semble être plus ancienne que la population sphérique d'étoiles "anciennes". Ce sous-système d'étoiles galactiques s'est-il formé lors de l'effondrement de la protogalaxie à partir d'une distribution sphérique initiale de gaz, ou a-t-il été formé par l'agrégation de galaxies naines plus petites piégées dans le champ gravitationnel de la plus grande Voie lactée ? Une explication est que les deux scénarios de formation de la Voie lactée ont contribué, avec la distribution plus plate des étoiles provenant de la phase d'effondrement de la proto-galaxie et la population sphérique plus jeune résultant de la capture et du déchiquetage des galaxies naines voisines. Ce sujet difficile est resté au centre d'un effort d'observation intense.

Les scientifiques ont utilisé le télescope Blanco de l'Observatoire interaméricain Cerro-Tololo parrainé par la NSF pour observer et analyser le flux de Magellan, un grand filament d'hydrogène gazeux neutre provenant de l'émission radio de la Voie lactée qui provient du petit nuage de Magellan (une galaxie naine satellite de la Voie lactée ) et s'étend sur près d'un tiers du tour du ciel. L'équipe astronomique a découvert une émission de ligne optique étonnamment forte de l'hydrogène au bord d'attaque du flux, où la densité d'hydrogène neutre détectée par radio augmente fortement. Quelle est la source de cette émission énergétique ? L'association avec les bords d'attaque du nuage suggère que lorsque le flux se déplace à travers un gaz à haute pression et à faible densité, des ondes de choc se propageant dans le gaz du flux produisent cette émission. Alors que les observations radio, optiques et aux rayons X ont depuis longtemps montré qu'il existe un gaz diffus associé à la Voie lactée jusqu'à 150 000 années-lumière de notre galaxie, l'origine et la distribution de ce gaz chaud sont restées controversées.

Les astronomes du télescope à tour sous vide parrainé par la NSF sur le pic de Sacramento ont utilisé une nouvelle technique appelée imagerie de speckle à phases diverses pour prendre des images de séries chronologiques de bulles gazeuses chaudes s'élevant à la surface du Soleil. La série chronologique résultante d'une région magnétique sans taches solaires a montré la couche visible hautement dynamique de l'atmosphère solaire à des échelles inférieures à 200 kilomètres. Cette nouvelle technique d'imagerie a représenté pour la première fois l'évolution détaillée des bords brillants des granules (les cellules convectives à la surface solaire). Les scientifiques espéraient qu'une étude plus approfondie de ces granules fournirait des informations utiles sur les couches gazeuses chaudes de la chromosphère et de la couronne au-dessus de la surface du Soleil.

Le Centre de recherche astrophysique en Antarctique (CARA), l'un des 25 centres scientifiques et technologiques de la NSF, a terminé sa deuxième année de fonctionnement toute l'année. L'atmosphère froide et sèche et l'absence de variation diurne font du pôle Sud le meilleur site sur Terre pour de nombreuses mesures radio et infrarouges. Les mesures du site par le télescope South Pole InfraRed Explorer ont maintenant indiqué que le ciel au pôle Sud est plus sombre d'un facteur d'au moins 20 que tout autre site étudié précédemment. PYTHON, l'un des deux télescopes comprenant l'anisotrophie du rayonnement de fond cosmique, a effectué des mesures au pôle Sud au cours des deux derniers étés australs et a fonctionné pour la première fois pendant l'hiver. PYTHON a confirmé l'anisotropie du fond diffus cosmologique (CMB), mesurée pour la première fois par le satellite Cosmic Background Explorer (COBE), et a commencé à dresser une carte du CMB à une échelle plus fine que COBE. Le télescope submillimétrique antarctique de 1,7 mètre et l'observatoire à distance, construits par la SAO, ont été installés au pôle Sud au cours de l'été austral de 1994-1995. Il a rapidement produit plus de 10 000 spectres de raies de carbone neutre dans la galaxie et le Grand Nuage de Magellan et a également effectué des mesures de gaz traces atmosphériques, tels que l'ozone et le monoxyde de carbone. Des enquêteurs australiens et de la NASA travaillant avec CARA ont entrepris une étude de la transparence atmosphérique du pôle Sud dans l'infrarouge moyen (5 à 40 millimètres). Les mesures effectuées au cours de l'été 1994-1995 ont été suffisamment encourageantes pour que les scientifiques du Goddard Space Flight Center (GSFC) proposent que les équipements de surveillance soient hivernés en 1996.

Au cours de l'été austral 1994-1995 en Antarctique, la NSF a déployé un nouvel Observatoire géophysique automatique (AGO), portant à quatre le nombre actuellement opérationnel sur le terrain. Les AGO, qui ont été construits par Lockheed, fournissent de la chaleur, de l'électricité et du stockage de données pour une suite de plusieurs instruments de télédétection pendant des années de fonctionnement sans surveillance. Lorsque tous les AGO seront déployés, ils fourniront, en conjonction avec quelques stations habitées, des observations ininterrompues et chevauchantes de l'ionosphère à très haute latitude magnétique avec un certain nombre d'instruments. Suivant l'exemple de la NSF, les programmes antarctiques britanniques et japonais ont commencé à développer leurs propres AGO, qui fourniront des données supplémentaires dans la zone aurorale de basse latitude. Le réseau AGO complétera de manière significative le programme ISTP, en particulier le satellite Polar de la NASA.

Toujours au cours de l'été austral 1994-1995, la NASA et la NSF ont poursuivi leur programme conjoint de montgolfières de longue durée en Antarctique. La NASA a lancé deux charges utiles conjointes au cours de l'exercice 1995/15, l'une transportait des chambres à émulsion pour étudier la composition des particules de rayons cosmiques lourdes, et la seconde charge utile était un très grand détecteur de rayons gamma à haute énergie. Les deux charges utiles ont été récupérées après des vols de plus de 10 jours.

Un scientifique du Laboratoire d'astrophysique du National Air and Space Museum (qui fait partie de la Smithsonian Institution) à Washington, DC a détecté le premier laser « naturel » dans l'espace. À bord de l'observatoire aéroporté Kuiper (KAO) de la NASA, le scientifique a utilisé le télescope infrarouge de l'avion pour observer une jeune étoile très chaude et lumineuse dans la constellation du Cygne. De tels lasers sont créés sous forme de lumière ultraviolette intense provenant de l'étoile "pompe" ou excite des atomes d'hydrogène densément emballés dans le disque gazeux et poussiéreux entourant une jeune étoile, provoquant l'émission par les atomes d'un faisceau intense de lumière infrarouge. La découverte de ce laser naturel a donné aux astronomes un outil puissant pour sonder les conditions dans les disques circumstellaires où les planètes sont censées se former.


Étoiles actives

Vue d'artiste d'une éruption stellaire vue de la planète Proxima Centauri b, un monde potentiellement semblable à la Terre. (Crédit : NRAO/S. Dagnello)

L'étoile est depuis longtemps une cible pour les scientifiques qui espèrent trouver de la vie au-delà du système solaire de la Terre. Proxima Centauri est à proximité, pour commencer. Il abrite également une planète, désignée Proxima Centauri b, qui réside dans ce que les chercheurs appellent la «zone habitable» – une région autour d'une étoile qui a la bonne plage de températures pour abriter de l'eau liquide à la surface d'une planète.

Mais il y a une torsion, a déclaré MacGregor: les naines rouges, qui se classent parmi les étoiles les plus courantes de la galaxie, sont également exceptionnellement animées.

"Beaucoup des exoplanètes que nous avons trouvées jusqu'à présent se trouvent autour de ces types d'étoiles", a-t-elle déclaré. « Mais le hic, c’est qu’ils sont bien plus actifs que notre soleil. Ils éclatent beaucoup plus fréquemment et intensément.

Pour voir à quel point Proxima Centauri explose, elle et ses collègues ont réussi ce qui ressemble à un coup dans le domaine de l'astrophysique : ils ont pointé neuf instruments différents vers l'étoile pendant 40 heures au cours de plusieurs mois en 2019. Ces yeux comprenaient le Hubble. Le télescope spatial, l'Atacama Large Millimeter Array (ALMA) et le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA. Cinq d'entre eux ont enregistré l'éruption massive de Proxima Centauri, capturant l'événement alors qu'il produisait un large spectre de rayonnement.

"C'est la première fois que nous avons ce type de couverture multi-longueurs d'onde d'une éruption stellaire", a déclaré MacGregor. « Habituellement, vous avez de la chance si vous pouvez obtenir deux instruments. »


Dans quelle mesure la surface du Soleil peut-elle être résolue par un observatoire ? - Astronomie

La National Science Foundation vient de publier les toutes premières images du Soleil prises avec le nouveau télescope solaire Inouye à Hawaï. Ce sont les images à la plus haute résolution jamais prises de la surface du Soleil, montrant trois fois plus de détails qu'il n'était possible avec les techniques d'imagerie précédentes. Les cellules que vous voyez dans l'image ont chacune la taille du Texas.

Construire un télescope comme celui-ci n'est pas une tâche facile et il y a beaucoup de chaleur à gérer :

Pour réaliser la science proposée, ce télescope a nécessité de nouvelles approches importantes pour sa construction et son ingénierie. Construit par NSF & rsquos National Solar Observatory et géré par AURA, le télescope solaire Inouye combine un miroir de 13 pieds (4 mètres) et le plus grand du monde pour un télescope solaire et mdash avec des conditions d'observation inégalées au sommet Haleakala de 10 000 pieds.

La concentration de 13 kilowatts d'énergie solaire génère d'énormes quantités de chaleur et de chaleur qui doivent être contenues ou éliminées. Un système de refroidissement spécialisé offre une protection thermique cruciale pour le télescope et ses optiques. Plus de sept miles de tuyauterie distribuent le liquide de refroidissement dans tout l'observatoire, partiellement refroidi par la glace créée sur place pendant la nuit.

Les scientifiques ont également publié une paire de vidéos en accéléré fascinantes, montrant dix minutes de la surface agitée du Soleil (grand angle suivi d'une vue rapprochée) en quelques secondes seulement :

Le télescope solaire Daniel K. Inouye a produit les observations à la plus haute résolution de la surface du Soleil jamais réalisées. Dans ce film, pris à une longueur d'onde de 705 nm sur une période de 10 minutes, nous pouvons voir des caractéristiques aussi petites que 30 km (18 miles) pour la première fois. Le film montre le gaz turbulent et bouillonnant qui couvre tout le soleil. Les structures en forme de cellules &mdash chacune de la taille du Texas &mdash sont la signature de mouvements violents qui transportent la chaleur de l'intérieur du soleil vers sa surface. La matière solaire chaude (plasma) monte dans les centres lumineux des « cellules », se refroidit puis descend sous la surface dans des voies sombres dans un processus connu sous le nom de convection. Dans ces voies sombres, nous pouvons également voir les minuscules marqueurs lumineux des champs magnétiques. Jamais auparavant vus avec cette clarté, ces points brillants sont censés canaliser l'énergie vers les couches externes de l'atmosphère solaire appelées couronne. Ces points lumineux peuvent être au cœur de la raison pour laquelle la couronne solaire dépasse le million de degrés !

Mec, j'espère que nous aurons des versions plus longues de ces timelapses & mdash, je regarderais l'enfer d'une qui a duré 10 minutes. (via la mousse et le brouillard)


Le plus grand observatoire solaire du monde publie la première image d'une tache solaire

4 décembre (UPI) -- Le télescope solaire Daniel K. Inouye, DKIST, le plus grand observatoire solaire au monde, a publié son premier portrait d'une tache solaire. Les détails impressionnants de la photographie mettent en évidence les pouvoirs optiques de l'observatoire hawaïen.

Les chercheurs ont publié l'image conjointement avec un nouvel article – publié vendredi dans la revue Solar Physics – décrivant les caractéristiques mécaniques, les instruments optiques et les objectifs scientifiques du télescope.

Les taches solaires sont des taches sombres trouvées à la surface du soleil créées par le flux de champ magnétique, où la convergence des champs magnétiques retarde la convection et refroidit la surface du soleil.

Dans la nouvelle image, on peut voir des gaz chauds et froids s'élancer vers l'extérieur depuis le bord de la tache solaire. Le motif rayonnant est créé lorsque le gaz chaud montant et le gaz froid descendant s'étirent le long des lignes du champ magnétique incliné.

L'activité solaire augmente et diminue au cours d'un cycle solaire de 11 ans. Lorsque l'activité solaire est maximale, la surface du soleil est parsemée de plus de taches solaires.

DKIST a pris le portrait en janvier de cette année, peu de temps après que le soleil ait atteint son minimum solaire fin 2019.

La tache solaire photographiée par le télescope solaire d'Inouye a été l'une des premières du nouveau cycle solaire. Il mesurait plus de 10 000 milles de large.

Les scientifiques s'attendent à ce que le soleil atteigne son maximum solaire au milieu de 2025.

"Avec ce cycle solaire qui ne fait que commencer, nous entrons également dans l'ère du télescope solaire d'Inouye", a déclaré Matt Mountain, président de l'Association des universités pour la recherche en astronomie, qui gère l'Observatoire solaire national et le télescope solaire d'Inouye, dans un communiqué. Libération.

"Nous pouvons maintenant pointer le télescope solaire le plus avancé au monde vers le soleil pour capturer et partager des images incroyablement détaillées et ajouter à nos connaissances scientifiques sur l'activité du soleil", a déclaré Mountain.

Les taches solaires ne sont pas seulement un phénomène optique. La majorité des éruptions solaires et des éjections de masse coronale proviennent des régions hyper-magnétisées entourant les taches solaires.

Les scientifiques s'attendent à ce que DKIST fournisse de nouvelles informations sur la mécanique des supports et leurs phénomènes connexes - des informations qui aideront les chercheurs à prédire avec plus de précision la trajectoire des tempêtes solaires, qui peuvent perturber les systèmes de communication et les réseaux électriques, ainsi que mettre les astronautes en danger.

"Alors que le début des opérations du télescope a été légèrement retardé en raison des impacts de la pandémie mondiale de COVID-19, cette image représente un premier aperçu des capacités sans précédent que l'installation apportera à notre compréhension du soleil", a déclaré David Boboltz, directeur du programme du télescope solaire Inouye à la National Science Foundation.

DKIST est financé par la NSF et géré par l'Observatoire solaire national dans le cadre d'un accord de coopération avec l'Association des universités pour la recherche en astronomie.


Les télescopes et la science

Depuis sa création en 1966 en tant qu'observatoire Smithsonian Mount Hopkins, FLWO a hébergé une suite de télescopes de classe mondiale conçus pour une grande variété d'objectifs.

Le plus grand télescope à lumière visible du FLWO est l'observatoire MMT, qui possède un miroir primaire de 6,5 mètres (21 pieds) de diamètre. Exploité conjointement par le Smithsonian et l'Université de l'Arizona, le MMT est situé au sommet du mont. Hopkins. Le MMT a été conçu à l'origine en tant que télescope à miroirs multiples en 1979, composé de six miroirs individuels travaillant ensemble. Avec une technologie de miroir améliorée, les plus petits miroirs ont été remplacés par le grand miroir actuel en 2000, bien que l'observatoire ait conservé le nom de « MMT ». En 2002, l'observatoire a mis en place « l'optique adaptative », qui utilise un miroir secondaire. La forme de ce miroir peut être modifiée pour corriger les distorsions de l'atmosphère terrestre, fournissant les images les plus nettes de l'astronomie. Le MMT comprend également des instruments spectroscopiques pour identifier l'émission atomique et d'autres observations où des mesures précises de la longueur d'onde de la lumière sont importantes.

L'observatoire de rayons gamma VERITAS de CfA est situé au pied du mont. Hopkins, et se compose d'un réseau de quatre télescopes de 12 mètres. L'atmosphère terrestre empêche les rayons gamma d'atteindre le sol, mais dans le processus, la lumière à haute énergie crée un éclair de lumière bleue connu sous le nom de rayonnement Cherenkov. Les télescopes VERITAS travaillent ensemble pour observer la lumière bleue, caractérisant les sources de certaines des lumières les plus énergétiques connues : les trous noirs supermassifs et d'autres environnements extrêmes de l'univers.

En plus du MMT, le FLWO dispose de deux plus petits télescopes à lumière visible à usage général : le télescope optique imageur FLWO de 1,2 mètre et le télescope spectroscopique optique Tillinghast de 1,5 mètre. Ces télescopes sont utilisés pour observer des objets du système solaire, ainsi qu'une grande variété d'observations astronomiques dans la Voie lactée et au-delà.

FLWO héberge deux observatoires automatiques Smithsonian contrôlés par ordinateur - également connus sous le nom d'observatoires robotiques - conçus pour rechercher des planètes potentiellement habitables : le MINiature Exoplanet Radial Velocity Array (MINERVA) et le projet MEarth. MINERVA se compose de quatre télescopes optiques de 70 cm, qui recherchent les grandes planètes rocheuses connues sous le nom de super-Terres en orbite autour d'étoiles semblables au Soleil. Le réseau MEarth de huit télescopes optiques de 40 cm est conçu pour trouver des mondes semblables à la Terre en orbite autour des petites étoiles rouges appelées « naines M », qui est la source du « M » dans le nom.

Le HATNet (Hungarian-made Automated Telescope Network) est un réseau de cinq télescopes optiques robotiques, actuellement exploités par l'Université de Princeton. Avec deux autres télescopes situés sur le Mauna Kea à Hawaï, ces cinq instruments sont conçus pour détecter les transits : la brève réduction de la lumière d'une étoile lorsqu'une exoplanète en orbite passe devant elle. À ce jour, les astronomes ont utilisé la HAT pour détecter plus de 60 exoplanètes.

Le FLWO est également l'hôte de The Tierras Observatory, un futur photomètre entièrement automatisé capable de mesurer le transit de planètes de la taille de la Terre en orbite autour d'étoiles naines M avec une précision jusqu'ici impossible à atteindre depuis le sol. Tierras réutilisera le télescope dormant de 1,3 m, qui abritait la caméra infrarouge 2MASS (Nord) il y a plus de dix ans.


Quand le soleil est devenu médiéval sur notre planète

Dans les années 774 et 993, la Terre a été attaquée depuis l'espace.

Pas par des extraterrestres, mais par un événement naturel – et c'était très, très puissant.

Quoi qu'il en soit, cela a subtilement modifié la chimie de l'atmosphère de notre planète, créant des traces d'éléments radioactifs comme le chlore-36, le béryllium-10 et le carbone-14. Et ceux-ci fournissent l'indice de ce qu'était l'événement : ces isotopes sont créés lorsque des protons de haute énergie s'écrasent dans notre air. Cela signifie que la source doit provenir de l'espace.

Ceux-ci doivent avoir été énorme vagues de particules subatomiques qui nous ont frappé à ces dates. Des pics dans l'abondance de ces éléments ont été trouvés partout dans le monde, y compris des carottes de glace de l'Arctique et de l'Antarctique, des coraux chinois, etc. Générer autant de particules n'est pas facile, et seuls des événements extrêmement violents peuvent le faire.

Plusieurs sources possibles ont été envisagées. Un candidat est que la Terre a été prise dans le faisceau d'un sursaut de rayons gamma, la disparition d'une puissance écrasante d'une étoile de très grande masse. J'ai écrit que c'était la cause possible de l'événement 774 dans un article précédent. Cependant, les impacts GRB ne créent généralement pas 10 Be en raison de la physique détaillée de l'explosion, ce qui rend un GRB comme source fragile. De plus, ce sont des événements très rares, donc en avoir deux en autant de siècles est extrêmement peu probable (je ne connaissais pas l'événement 993 lorsque j'ai écrit cet article, sinon j'aurais été beaucoup plus susceptible de me poser des questions sur d'autres sources).

Le Soleil génère des champs magnétiques ridiculement puissants à l'intérieur, et ceux-ci peuvent stocker de grandes quantités d'énergie. Ils peuvent libérer cette énergie de manière explosive à la surface, créant d'intenses éruptions solaires. Parfois, les boucles du magnétisme le font bien au-dessus de la surface du Soleil, créant ce qu'on appelle des éjections de masse coronale. Ce sont des éruptions moins intenses (c'est-à-dire moins concentrées d'énergie) que les éruptions, mais beaucoup plus grandes et plus puissantes, pensez aux éruptions par rapport aux CME comme les tornades solaires par rapport aux ouragans.

Vous pouvez en savoir plus sur ces événements dans l'épisode d'astronomie du cours accéléré que j'ai fait sur le Soleil :

J'ai aussi un chapitre dans mon livre Mort du ciel ! sur les tempêtes solaires et leurs effets sur la Terre.

Lorsque j'ai écrit sur l'événement 774 sur ce blog auparavant, j'ai mentionné qu'une éruption ou une éjection de masse coronale était peu susceptible d'être la source en raison de la quantité d'énergie nécessaire pour créer ces éléments radioactifs. However, that new research indicates that the Sun est the most likely culprit for this interplanetary assault, and that, in turn, means the Sun can produce more powerful events than we previously thought.

Photo by ESA and NASA/SOHO

We’ve known for a long time that the Sun is capable of producing huge magnetic explosions. In 2003 it let rip a series of solar storms so powerful that one of them set the record for the biggest flare seen in modern times. And the strongest known was also the very first solar explosion ever seen—called the Carrington Event, after an astronomer who studied it—and happened in 1859. It created aurora as far south as Mexico and Hawaii! Events like that can also create what are called geomagnetically induced currents, or GICs: The Earth’s magnetic field shakes so violently that it induces currents in conductors on the ground. Telegraph operators reported being able to send messages even though the power was disconnected enough electricity was flowing through the lines to work the devices.

There’s more. In 2012 the Sun blew out another blockbuster that was in many ways the equal of the one in 1859, but happily for us it was sent off in another direction, and missed the Earth. Had it hit us, the huge flux of charged particles would have overloaded satellites. Worse, the GIC would’ve caused widespread power failures and blackouts. A much smaller solar storm in 1989 did just that in Quebec.

It’s not clear whether the 774 and 993 events were that powerful or more it’s hard to scale these things without direct measurements. But the astronomers who did the research estimate the 774 event (the more powerful of the pair) was five times stronger than any solar storm seen in the modern satellite era (starting in 1956) up to 2005.

I’ll admit, that’s scary. Our modern civilization depends on our electronic devices, and those in turn depend on electricity and satellites. A blast hitting the Earth from a storm as big as any of those four historical events would be bad. Très bad. The 1989 power surge blew out huge transformers in North America, and these can take months to replace. Imagine months without electricity, and you start to get an idea of how disastrous this can be.

We don’t know how often the Sun throws a tantrum as large as these, but clearly it’s done so at least four times in the past millennium or so—probably more, since three of them hit the Earth, and we only knew of the fourth due to our space-based astronomical assets. Statistically speaking, most will miss us, so they’re likely more common than we thought.

This is a threat we need to take very seriously. Unfortunately, it’s extremely expensive to mitigate. Our power grid in the U.S. was constructed decades ago when our use of electricity was much lower. It was designed with lots of spare room for more power flowing through it, but over the years our appetite has grown, and the grid is currently very nearly at capacity. Big spikes now can cripple huge areas.

We need to upgrade the grid, add more capacity, more capability to handle surges induced by solar storms. The good news is there are studies being done to see what we can do to prevent widespread blackouts, and NASA is on it as well. We also have eyes on the Sun, including NASA’s Solar Dynamics Observatory, and scientists monitor “space weather” constantly.

By coincidence, just last night I read that the White House is looking into this situation pretty seriously, and I’m very glad to hear it. A monster solar storm may be the biggest and most immediate threat there is from space, but it’s one we can handle if we’re prepared for it.


NASA's Solar Dynamics Observatory catches 'surfer' waves on the sun

Cue the surfing music. Scientists have spotted the iconic surfer's wave rolling through the atmosphere of the sun. This makes for more than just a nice photo-op: the waves hold clues as to how energy moves through that atmosphere, known as the corona.

Since scientists know how these kinds of waves -- initiated by a Kelvin-Helmholtz instability if you're being technical -- disperse energy in the water, they can use this information to better understand the corona. This in turn, may help solve an enduring mystery of why the corona is thousands of times hotter than originally expected.

"One of the biggest questions about the solar corona is the heating mechanism," says solar physicist Leon Ofman of NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md. and Catholic University, Washington. "The corona is a thousand times hotter than the sun's visible surface, but what heats it up is not well-understood. People have suggested that waves like this might cause turbulence which cause heating, but now we have direct evidence of Kelvin-Helmholtz waves."

Ofman and his Goddard colleague, Barbara Thompson, spotted these waves in images taken on April 8, 2010. These were some of the first images caught on camera by the Solar Dynamics Observatory (SDO), a solar telescope with outstanding resolution that launched on February 11, 2010 and began capturing data on March 24 of that year. The team's results appeared online in Lettres de revues astrophysiques on May 19, 2011 and will be published in the journal on June 10.

That these "surfer" waves exist in the sun at all is not necessarily a surprise, since they do appear in so many places in nature including, for example, clouds on Earth and between the bands of Saturn. But observing the sun from almost 93 million miles away means it's not easy to physically see details like this. That's why the resolution available with SDO gets researchers excited.

"The waves we're seeing in these images are so small," says Thompson who in addition to being a co-author on this paper is the deputy project scientist for SDO. "They're only the size of the United States," she laughs.

Kelvin-Helmholtz instabilities occur when two fluids of different densities or different speeds flow by each other. In the case of ocean waves, that's the dense water and the lighter air. As they flow past each other, slight ripples can be quickly amplified into the giant waves loved by surfers. In the case of the solar atmosphere, which is made of a very hot and electrically charged gas called plasma, the two flows come from an expanse of plasma erupting off the sun's surface as it passes by plasma that is not erupting. The difference in flow speeds and densities across this boundary sparks the instability that builds into the waves.

In order to confirm this description, the team developed a computer model to see what takes place in the region. Their model showed that these conditions could indeed lead to giant surfing waves rolling through the corona.

Ofman says that despite the fact that Kelvin-Helmholtz instabilities have been spotted in other places, there was no guarantee they'd be spotted in the sun's corona, which is permeated with magnetic fields. "I wasn't sure that this instability could evolve on the sun, since magnetic fields can have a stabilizing effect," he says. "Now we know that this instability can appear even though the solar plasma is magnetized."

Seeing the big waves suggests they can cascade down to smaller forms of turbulence too. Scientists believe that the friction created by turbulence -- the simple rolling of material over and around itself -- could help add heating energy to the corona. The analogy is the way froth at the top of a surfing wave provides friction that will heat up the wave. (Surfers of course don't ever notice this, as any extra heat quickly dissipates into the rest of the water.)

Hammering out the exact mechanism for heating the corona will continue to intrigue researchers for some time but, says Thompson, SDO's ability to capture images of the entire sun every 12 seconds with such precise detail will be a great boon. "SDO is not the first solar observatory with high enough visual resolution to be able to see something like this," she says. "But for some reason Kelvin-Helmholtz features are rare. The fact that we spotted something so interesting in some of the first images really shows the strength of SDO."


Focus on Betelgeuse

The red supergiant (RSG) phase marks a short-lived period near the end of the lives of massive stars (roughly 8 or more times the mass of the Sun). RSGs are frequently observed to be losing mass at high rates through cool, low-velocity outflows, and this mass loss has a profound effect on the ultimate evolutionary fate of the star—including whether it will ultimately end its life as a supernova. However, the details of the RSG mass-loss process, including its driving mechanism, geometry, and timescale, are poorly understood. One the most significant challenges for understanding mass loss from RSGs is uncovering the mechanism(s) responsible for heating the outer atmosphere, transporting material from the stellar “surface” into the wind, and ultimately sustaining the outflow.

Standing on the shoulder of Orion

Betelgeuse (also known as α Orionis), visible in the “shoulder” of the constellation Orion, is one of the nearest and brightest RSGs, making it one of the largest angular diameter stars in the sky. A consequence is that with current instruments it is now possible to spatially resolve the dynamic surface of Betelgeuse over a wide range of wavelengths—from the ultraviolet to the radio. By combining findings derived from such multiwavelength data, astronomers have the opportunity to glean unprecedented new insights into the structure, atmospheric dynamics, energy balance, and mass-loss process of a RSG.

Motivated by these goals, a consortium of more than 20 researchers from around the world (coordinated by Andrea Dupree, Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian) is undertaking an ambitious multi-year program know as the “Months of Betelgeuse (MOB).” MOB members are orchestrating an intensive campaign of multiwavelength observations of Betelgeuse from the ground and space. Haystack researcher Lynn Matthews is leading a component of this program that involves high-resolution radio imaging observations of Betelgeuse using the Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) and the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).


Scientists have found the Eye of Sauron . on the Sun

The image reveals new details about the mysterious solar cycle.

The most detailed image of a sunspot ever recorded was sort of random.

On January 28, 2020, the National Science Foundation pointed its telescope toward the Sun while its systems were still being integrated and, much to the surprise of the observatory team, a historic sight was recorded.

Sometimes, science just happens to you.

The science foundation's Daniel K. Inouye Solar Telescope, located on the island of Maui in Hawaii, happened upon the 10,000-mile-wide sunspot.

Even though the sunspot resembles the massive Eye of Sauron from the Lord of the Rings (not to be confused with the nebula M 1-42, in the constellation Sagittarius), this sunspot is a mere speck on the surface of the sun.

What causes sunspots — They are caused by the magnetic field inhibiting the transfer of energy on the surface of the Sun through the process of convection, where hot fluid rises and cooler fluid sinks.

The image reveals the structure of a sunspot in great detail, with an influx of hot and cold gas shown as streaks that spiral out from the dark center.

Friedrich Woeger, the telescope's instrument systems scientist at the National Solar Observatory, recalls the team's excitement as they pointed the telescope towards a sunspot for the first time in January and captured it in great detail.

"What we physicists typically do is compare our observations with models, the models try to predict what we are seeing on the Sun," Woeger tells Inverse. "In general, these models are very good but the devil is in the details."

The image was released last week, along with an article about the Inouye telescope, in the Solar Physics Journal.

HIGH-REZ SUN PICS —The new image is two and a half times higher in resolution than previous ones, allowing the team at the solar observatory to resolve the small scale structures on the Sun.

Although they are small, sunspots are the only visible indication of solar activity. The more sunspots that can be observed across the surface of the Sun, the more active the Sun is and vice versa.

Solar activity largely depends on the Sun's magnetic field. The Sun’s magnetic field goes through a periodic cycle in which the south and north poles essentially switch spots, and it takes another 11 years or so for them to switch back.

"We have observations that show what we were to expect, but the details are different and they are very revealing of the inner processes," Woeger says.

The sunspot's center has a high concentration of magnetic fields, suppressing heat within the Sun from reaching its surface. The temperature of the dark center reaches more than 7,500 degrees Fahrenheit, which is still relatively cooler than the surrounding temperatures on the Sun.

Why it matters to you, an earthling — Because they serve as clues as to how active the Sun is, sunspots are associated with solar wind eruptions, coronal mass ejections, and solar flareups, which are all part of solar activity.

"One of the things that is very important is that we get a view into the smallest details so that we can improve our models, and improve how well we can predict eruptions on the Sun," Woeger says. "Sunspots are magnetic structures on the Sun that can cause explosions, and these explosions can affect us on Earth."

When these solar flares reach Earth, they penetrate through Earth's protective layer of the atmosphere, known as the magnetosphere, and wreak havoc on our electric equipment and power grids, as well as orbiting spacecraft and astronauts.

On August 7, 1972, a massive solar storm erupted from the Sun's surface, disrupting radio waves, telecommunication networks, and power systems by triggering an intense magnetic storm on Earth.

In the past 20 years, scientists have come a long way in understanding the different processes that govern the Sun's activity but it is still a work in progress. The better they can understand solar activity, the better they can predict the solar storms that erupt from the Sun.


Voir la vidéo: Comment calculer une surface ou une superficie mesurer et calculer une aire (Juillet 2021).