El telescopio solar Dunn 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 a través del financiamiento de la Fundación Nacional de Ciencias, [1]el estado de Nuevo México y fondos privados de otros socios. El Telescopio Solar Dunn se especializa en imágenes de alta resolución y espectroscopía para ayudar a los astrofísicos de todo el mundo a comprender mejor cómo afecta el Sol a la Tierra. Completado en 1969, se actualizó 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 el desarrollo de nueva instrumentación y tecnologías.
Nombres alternativos | Telescopio de torre de vacío en Sacramento Peak, Telescopio solar Richard B. Dunn |
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Parte de | Observatorio solar de manchas solares |
Ubicación (es) | Nuevo Mexico |
Coordenadas | 32 ° 47′14 ″ N 105 ° 49′14 ″ O / 32,78728 ° N 105,8205 ° WCoordenadas : 32 ° 47′14 ″ N 105 ° 49′14 ″ O / 32,78728 ° N 105,8205 ° W |
Organización | Universidad Estatal de Nuevo México |
Longitud de onda | 310 nm (970 THz) –1.000 nm (300 THz) |
Construido | 1958-1969 |
Estilo telescopio | telescopio óptico telescopio solar |
Diámetro | 76 cm (2 pies 6 pulgadas) |
Resolución angular | 0,1 milisegundos de arco, 0,33 milisegundos de arco |
Área de recolección | 0,456 m 2 (4,91 pies cuadrados) |
Longitud focal | 54,86 m (180 pies 0 pulg) |
Sitio web | mancha solar |
Ubicación del telescopio solar Richard B. Dunn | |
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Telescopio
El telescopio solar Dunn se especializa en imágenes y espectroscopía 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 modo que los instrumentos no tienen que montarse en el telescopio, el telescopio solar de Dunn continúa ofreciendo una configuración versátil y fácil de usar. Tiene dos bancos de óptica adaptativa de alto orden para compensar el efecto borroso de la atmósfera terrestre. Los científicos e ingenieros utilizan el Dunn para investigar una variedad de actividades solares, a menudo en concierto con satélites o lanzamientos de cohetes, y para desarrollar nuevas tecnologías para el Telescopio Solar Daniel K. Inouye de 4 metros.
Como un iceberg, solo una parte del volumen del telescopio es visible sobre el suelo. El camino óptico comienza en un helióstato en la parte superior de una torre de 136 pies de altura (41 m) y continúa 193 pies (58.8 m) más bajo tierra hasta el espejo primario. [2] El punto excavado más bajo (la parte inferior del sumidero) está a 69,5 m (228 pies) por debajo del suelo. 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 de la parte superior de la Torre por un flotador de mercurio. El rodamiento, a su vez, se cuelga de tres pernos, cada uno de solo 76 milímetros (3 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. Las ópticas se evacuan 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 de la desrotación de imágenes: todo el telescopio de 100 metros de largo (330 pies) y el laboratorio de óptica de 40 pies de diámetro (12 m), 250 toneladas en total, gira suspendido de un cojinete de flotación 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 sola sala de control, a un lado de la mesa de observación del instrumento principal.
Instrumentos
El telescopio solar Dunn tiene un banco óptico giratorio, que se puede configurar para múltiples configuraciones de observación, según los requisitos de la ciencia en estudio. Los cuatro instrumentos más utilizados, que a menudo se utilizan juntos en una configuración de observación compleja, son:
- Espectropolarímetro infrarrojo de instalaciones (FIRS)
El espectropolarímetro de infrarrojos de instalaciones es un espectropolarímetro de rendija múltiple específicamente para el telescopio solar Dunn para estudiar 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 precisión de alta cadencia y difracción limitada . 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 una cobertura espectral simultánea en longitudes de onda visibles (3500 - 10 000 Å) e infrarrojas (9 000 - 24 000 Å) mediante el uso de un diseño único 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". [3]
- Espectropolarímetro para regiones infrarrojas y ópticas (SPINOR)
El espectropolarímetro para regiones infrarrojas y ópticas realiza polarimetría Stokes de lentes acromáticos en varias regiones espectrales visibles e infrarrojas. Completado en 2005, fue diseñado para actuar como un instrumento 'orientado a la experimentación', construido con una flexibilidad para permitir la combinación de muchas líneas espectrales, "limitado sólo por consideraciones prácticas (por ejemplo, el número de detectores disponibles, el espacio en el óptico banco, etc.) " [4]
- Espectropolarímetro interferométrico bidimensional (IBIS)
El Espectropolarímetro Interferométrico Bidimensional (IBIS) es un espectropolarímetro de imágenes, interferómetro dual. Utiliza una serie de sintonización piezoeléctrica precisa para escanear rápidamente líneas espectrales seleccionadas entre el rango de 550-860 nm. Esto crea una serie de tiempo de imágenes de alta fidelidad, espectroscopía 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) [5]
- Oscilaciones rápidas en la atmósfera solar (ROSA)
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 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 TByte de datos por día [6], lo que lo convierte 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.
- Filtro birrefringente universal (UBF)
- Polarímetro Stokes avanzado (ASP)
- Espectropolarímetro de difracción limitada (DLSP)
Descubrimientos científicos, tecnologías y científicos.
Inferir propiedades de polarización del telescopio a través de líneas espectrales sin polarización lineal. [7] Derks, A., Beck, C., Martínez Pillet, V., 2018. Astronomy and Astrophysics volume 615, A22 (2018)
Adaptación del telescopio solar Dunn para imágenes de espectro Doppler joviano. [8] 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)
Campos magnéticos coronales solares derivados mediante técnicas sismológicas aplicadas a ondas de manchas solares omnipresentes. [9] Jess et al., 2016. Artículo de portada de Nature Physics, Volumen 12 Número 2, febrero de 2016
Óptica adaptativa multi-conjugada solar en el telescopio solar Dunn [10] Rimmele, T., Hegwer, S., Richards, K., Woeger, F., 2008, Óptica adaptativa multi-conjugada.
Interferometría moteada con óptica adaptativa corrigió datos solares [11] Wöger, F., von der Lühe, O., Reardon, K., 2008, Interferometría moteada.
Historia
El arquitecto e ingeniero Charles W. Jones inició un diseño para un telescopio solar de torre de vacío en 1963. La construcción del edificio final comenzó en 1966 bajo el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. Y terminó en 1967, a un costo de aproximadamente $ 3 millones con el estudio de arquitectura de Roghlin and Baran, Associates. Richard B. Dunn, a quien finalmente se dedicó el instrumento, [12] 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 discute en cada reunión sobre instrumentación solar. Los astrónomos solares se preocupan por la turbulencia causada por la ranura en la cúpula del observatorio, el calentamiento de las superficies de la cúpula, el calentamiento del telescopio, la convección local y la turbulencia 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 ... " [13]
Más de la mitad de todo el edificio es subterráneo: la torre se extiende 136 pies por encima del suelo y 220 pies por debajo del suelo. 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 solar por el 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 cojinete permite girar todo el tubo de vacío de 250 toneladas, compensando la aparente rotación de la imagen a medida que el Sol se eleva hacia el cielo.
El telescopio de torre se inauguró originalmente el 15 de octubre de 1969 y se renombró en 1998 [14] en honor a Richard B. Dunn. [15] Una placa en la instalación 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 de Sacramento Peak " (1998). La construcción de la torre de vacío utilizada para el DST tuvo un impacto significativo en los futuros instrumentos solares: las imágenes formadas a partir de 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 ".
Ver también
- Lista de telescopios solares
- Lista de los telescopios ópticos más grandes del siglo XX
Referencias
- ^ Udall, Heinrich, Pearce anuncian $ 1.2 millones para actualizar el telescopio solar Dunn en Sunspot, NM, operación de transición al consorcio NMSU , 2016-09-22
- ^ "Instrumentación del telescopio solar Dunn" . Sitio web del telescopio solar Richard B. Dunn . Consultado el 26 de septiembre de 2013 .
- ^ Manual de usuario de FISR (PDF) , 2010-01-04
- ^ Socas-Navarro, Héctor; Elmore, David; Pietarila, Anna; Darnell, Anthony; Lites, Bruce W .; Tomczyk, Steven; Hegwer, Steven (2016-01-16), "SPINOR: Espectropolarimetría visible e infrarroja en el Observatorio Solar Nacional", Física solar , 235 (1–2): 55, Bibcode : 2006SoPh..235 ... 55S , CiteSeerX 10.1.1.315.7453 , doi : 10.1007 / s11207-006-0020-x , S2CID 509001
- ^ Reardon, KP; Cavallini, F. (2008-02-014), "Caracterización de interferómetros de Fabry-Perot y perfiles de transmisión de múltiples etalones - el perfil instrumental de IBIS", Astronomy and Astrophysics , 481 (3): 897–912, Bibcode : 2008A & A .. .481..897R , doi : 10.1051 / 0004-6361: 20078473 Verifique los valores de fecha en:
|date=
( ayuda ) - ^ ROSA: Un sistema de imágenes solares multicámara sincronizado de alta cadencia (PDF) , 2010-01-01
- ^ Derks, A .; Beck, C .; Martínez Pillet, V. (2018-06-04), "Inferir propiedades de polarización del telescopio a través de líneas espectrales sin polarización lineal", Astronomía y Astrofísica , 615 : A22, arXiv : 1804.01153 , Bibcode : 2018A & A ... 615A..22D , doi : 10.1051 / 0004-6361 / 201731231 , S2CID 54512800
- ^ Schmider, François-Xavier; Preis, Olivier; Morand, Frédéric; Gualme, Patrick; Gonçalves, Ivan; Hull, Robert; Bresson, Yves; Dejonghe, Julien; Jackiewicz, Jason; Voelz, David G .; Underwood, Thomas A. (2017-09-05), "Adaptación del telescopio solar Dunn para imágenes de espectro Doppler joviano", Óptica astronómica: diseño, fabricación y prueba de sistemas espaciales y terrestres , 10401 , págs. 104010Y, doi : 10.1117 /12.2275909 , ISBN 9781510612594, S2CID 125319186
- ^ Jess, David B .; Reznikova, Veronika E .; Ryans, Robert SI; Christian, Damian J .; Keys, Peter H .; Mathioudakis, Mihalis; MacKay, Duncan H .; Krishna Prasad, S .; Banerjee, Dipankar; Grant, Samuel DT; Yau, Sean; Diamond, Conor (2016), "Campos magnéticos coronales solares derivados mediante técnicas sismológicas aplicadas a ondas de manchas solares omnipresentes", Nature Physics , 12 (2): 179-185, arXiv : 1605.06112 , Bibcode : 2016NatPh..12..179J , doi : 10.1038 / nphys3544 , S2CID 118433180
- ^ Rimmele, T .; Hegwer, S .; Richards, K .; Woeger, F. (2008), "Óptica adaptativa solar multi-conjugada en el telescopio solar Dunn", Conferencia sobre tecnologías avanzadas de vigilancia espacial y óptica de Maui : E18, Código de Bibliografía : 2008amos.confE..18R
- ^ Wöger, F .; von Der Lühe, O .; Reardon, K. (2008), "Interferometría de moteado con datos solares corregidos por óptica adaptativa", Astronomía y astrofísica , 488 (1): 375–381, Bibcode : 2008A & A ... 488..375W , doi : 10.1051 / 0004-6361 : 200809894
- ^ Richard B. Dunn (1927 - 2005)
- ^ Dunn, Richard B. 1969. Nuevo telescopio solar de Sacramento Peak. Cielo y telescopio. Vol. 38, N ° 6.
- ^ El primer telescopio solar del mundo lleva el nombre de su creador, el Dr. Richard B. Dunn , 1998-09-21
- ^ Rutten, Robert J. (1999), "El telescopio abierto holandés: historia, estado, perspectivas" (PDF) , en T. Rimmele; K. Balasubramiam; R. Radick (eds.), Física solar de alta resolución: teoría, observaciones y técnicas
enlaces externos
- Sitio web del telescopio solar Dunn
- Visita virtual del DST