Солнечный телескоп или солнечная обсерватория — телескоп специального назначения, используемый для наблюдения Солнца . Солнечные телескопы обычно обнаруживают свет с длинами волн в видимом спектре или недалеко от него . Устаревшие названия солнечных телескопов включают гелиограф и фотогелиограф .
.jpg/1280px-Mc_Math-Pierce_Solar_Telescope_Observing_Room_(McMathSolar-Telescope-Observing-Room-II-CC).jpg)
Солнечным телескопам нужна оптика, достаточно большая, чтобы достичь наилучшего дифракционного предела , но в меньшей степени для соответствующей светосилы других астрономических телескопов. Однако недавно появившиеся более узкие фильтры и более высокая частота кадров также привели к тому, что солнечные телескопы стали работать с нехваткой фотонов. [1] И солнечный телескоп Дэниела К. Иноуе, и предлагаемый Европейский солнечный телескоп (EST) имеют большие апертуры не только для увеличения разрешения, но и для увеличения светосилы.
Поскольку солнечные телескопы работают днем, качество изображения обычно хуже, чем у ночных телескопов, поскольку земля вокруг телескопа нагревается, что вызывает турбулентность и ухудшает разрешение. Чтобы облегчить эту проблему, солнечные телескопы обычно строят на башнях , а конструкции окрашивают в белый цвет. Голландский открытый телескоп построен на открытом каркасе, позволяющем ветру проходить через всю конструкцию и обеспечивать охлаждение главного зеркала телескопа.
Еще одна проблема, специфичная для солнечных телескопов, — это тепло, выделяемое сильно сфокусированным солнечным светом. По этой причине тепловой стоп является неотъемлемой частью конструкции солнечных телескопов. Для Солнечного телескопа Дэниела К. Иноуе тепловая нагрузка составляет 2,5 МВт/м 2 при пиковой мощности 11,4 кВт. [2] Целью такой остановки нагрева является не только выдержать эту тепловую нагрузку, но и оставаться достаточно прохладным, чтобы не вызывать дополнительную турбулентность внутри купола телескопа.
Профессиональные солнечные обсерватории могут иметь основные оптические элементы с очень длинными фокусными расстояниями (хотя и не всегда, Dutch Open Telescope ) и световые пути, работающие в вакууме или гелии для устранения движения воздуха из-за конвекции внутри телескопа. Однако это невозможно для проемов более 1 метра, при которых разница давлений на входном окне вакуумной трубки становится слишком большой. Поэтому солнечный телескоп Дэниела К. Иноуе и EST имеют активное охлаждение купола, чтобы минимизировать разницу температур между воздухом внутри и снаружи телескопа.
Из-за узкого пути Солнца по небу некоторые солнечные телескопы фиксируются (а иногда и закапываются под землю), причем единственной движущейся частью является гелиостат, отслеживающий Солнце. Одним из примеров этого является солнечный телескоп Макмат-Пирса .
Солнце, будучи ближайшей к Земле звездой, дает уникальную возможность изучить звездную физику с высоким разрешением. До 1990-х годов [3] это была единственная звезда, поверхность которой была определена. Общие темы, которые интересуют солнечного астронома, — это его 11-летняя периодичность (т. е. солнечный цикл ), солнечные пятна , активность магнитного поля (см. солнечное динамо ), солнечные вспышки , корональные выбросы массы , дифференциальное вращение и физика плазмы .
Большинство солнечных обсерваторий ведут оптические наблюдения в видимом, УФ- и ближнем инфракрасном диапазонах волн, но можно наблюдать и другие солнечные явления — хотя и не с поверхности Земли из-за поглощения атмосферы :
В области любительской астрономии существует множество методов наблюдения Солнца. Любители используют все: от простых систем для проецирования Солнца на лист белой бумаги, светоблокирующих фильтров , клиньев Гершеля, которые перенаправляют 95% света и тепла от окуляра, [4] до систем водородно-альфа-фильтров и даже домашних систем. построил спектрогелиоскопы . В отличие от профессиональных телескопов, любительские солнечные телескопы обычно намного меньше. [ нужна цитата ]
В обычном телескопе чрезвычайно темный фильтр на отверстии основной трубы используется для уменьшения солнечного света до допустимого уровня. Поскольку наблюдается полный доступный спектр, это называется просмотром «белого света», а открывающий фильтр называется «фильтром белого света». Проблема в том, что даже в уменьшенном виде полный спектр белого света имеет тенденцию скрывать многие специфические особенности, связанные с солнечной активностью, такие как выступы и детали хромосферы ( т. е. поверхности). Специализированные солнечные телескопы облегчают четкое наблюдение таких излучений H-альфа, используя полосовой фильтр, реализованный с помощью эталона Фабри-Перо . [5]
Солнечная башня — это конструкция, используемая для поддержки оборудования для изучения Солнца, и обычно является частью конструкции солнечного телескопа. Обсерватории с солнечной башней также называют вакуумными башенными телескопами. Солнечные башни используются для поднятия оборудования наблюдения над атмосферной турбулентностью, вызванной солнечным нагревом земли и излучением тепла в атмосферу. Традиционные обсерватории не обязательно должны располагаться высоко над уровнем земли, поскольку большую часть наблюдений они проводят ночью, когда радиация земли минимальна.
Горизонтальная солнечная обсерватория Сноу была построена на горе Вилсон в 1904 году. Вскоре выяснилось, что тепловое излучение мешает наблюдениям. Почти сразу после открытия Снежной обсерватории было начато строительство башни высотой 60 футов (18 м), которая открылась в 1908 году, а в 1912 году последовала башня высотой 150 футов (46 м). 60-футовая башня используется в настоящее время. для изучения гелиосейсмологии , в то время как 150-футовая башня активно участвует в программе солнечного цикла Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе .
Этот термин также использовался для обозначения других структур, используемых в экспериментальных целях, таких как эксперимент по эффекту Черенкова в атмосфере Солнечной башни ( STACEE ), который используется для изучения черенковского излучения , и башня солнечной энергии Института Вейцмана .
Другими солнечными телескопами, имеющими солнечные башни, являются солнечный телескоп Ричарда Б. Данна , башня солнечной обсерватории Медон и другие.
