Солнечный телескоп или солнечная обсерватория — это специальный телескоп, используемый для наблюдения за Солнцем . Солнечные телескопы обычно обнаруживают свет с длинами волн в пределах видимого спектра или недалеко за его пределами . 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 большого размера для достижения наилучшего возможного предела дифракции , но в меньшей степени для соответствующей мощности сбора света других астрономических телескопов. Однако в последнее время новые более узкие фильтры и более высокая частота кадров также привели к тому, что солнечные телескопы стали работать в условиях дефицита фотонов. [1] И солнечный телескоп Дэниела К. Иноуэ , и предлагаемый Европейский солнечный телескоп (EST) имеют большие апертуры не только для увеличения разрешения, но и для увеличения мощности сбора света.
Поскольку солнечные телескопы работают днем, видимость обычно хуже, чем у ночных телескопов, поскольку земля вокруг телескопа нагревается, что вызывает турбулентность и ухудшает разрешение. Чтобы смягчить это, солнечные телескопы обычно строятся на башнях , а конструкции окрашиваются в белый цвет. Голландский открытый телескоп построен на открытом каркасе, что позволяет ветру проходить через всю конструкцию и обеспечивать охлаждение вокруг главного зеркала телескопа.
Другая проблема, характерная для солнечного телескопа, — это тепло, выделяемое плотно сфокусированным солнечным светом. По этой причине тепловой стопор является неотъемлемой частью конструкции солнечных телескопов. Для солнечного телескопа Дэниела К. Иноуэ тепловая нагрузка составляет 2,5 МВт/м 2 , при пиковой мощности 11,4 кВт. [2] Цель такого теплового стопора — не только выдерживать эту тепловую нагрузку, но и оставаться достаточно холодным, чтобы не вызывать дополнительную турбулентность внутри купола телескопа.
Профессиональные солнечные обсерватории могут иметь основные оптические элементы с очень большими фокусными расстояниями (хотя и не всегда, Dutch Open Telescope ) и световые пути, работающие в вакууме или гелии , чтобы исключить движение воздуха из-за конвекции внутри телескопа. Однако это невозможно для апертур более 1 метра, при которых перепад давления на входном окне вакуумной трубки становится слишком большим. Поэтому солнечный телескоп Дэниела К. Иноуэ 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 зафиксированы на месте (иногда закопаны под землю), и единственной подвижной частью является гелиостат для отслеживания Солнца. Одним из примеров является солнечный телескоп Макмата-Пирса .
Солнце, будучи ближайшей к Земле звездой, предоставляет уникальную возможность изучать физику звезд с высоким разрешением. До 1990-х годов [3] оно было единственной звездой, поверхность которой была разрешена. 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 , выбросы корональной массы , дифференциальное вращение и физика плазмы .
Большинство солнечных обсерваторий ведут оптические наблюдения в видимом, ультрафиолетовом и ближнем инфракрасном диапазонах длин волн, но можно наблюдать и другие солнечные явления — хотя и не с поверхности Земли из-за поглощения атмосферой :
В области любительской астрономии существует множество методов наблюдения за Солнцем. Любители используют все, от простых систем для проецирования Солнца на лист белой бумаги, светофильтров , клиньев Гершеля , которые перенаправляют 95% света и тепла от окуляра, [4] до систем водородно-альфа-фильтров и даже самодельных спектрогелиоскопов . В отличие от профессиональных телескопов, любительские солнечные телескопы обычно намного меньше. [ требуется цитата ]
В обычном телескопе чрезвычайно темный фильтр в отверстии первичной трубы используется для уменьшения света Солнца до приемлемого уровня. Поскольку наблюдается полный доступный спектр, это известно как наблюдение «белого света», а открывающийся фильтр называется «фильтром белого света». Проблема в том, что даже уменьшенный полный спектр белого света имеет тенденцию затемнять многие специфические особенности, связанные с солнечной активностью, такие как протуберанцы и детали хромосферы . Специализированные солнечные телескопы облегчают четкое наблюдение таких излучений H-альфа с помощью фильтра полосы пропускания, реализованного с помощью эталона Фабри-Перо . [5]
Солнечная башня — это конструкция, используемая для поддержки оборудования для изучения Солнца, и обычно является частью конструкций солнечных телескопов. Солнечные башенные обсерватории также называются вакуумными башенными телескопами. Солнечные башни используются для подъема наблюдательного оборудования над атмосферной турбулентностью, вызванной солнечным нагревом земли и излучением тепла в атмосферу. Традиционные обсерватории не обязательно размещать высоко над уровнем земли, так как они проводят большую часть своих наблюдений ночью, когда излучение земли минимально.
Горизонтальная солнечная обсерватория Snow была построена на горе Вильсон в 1904 году. Вскоре было обнаружено, что тепловое излучение мешает наблюдениям. Почти сразу после открытия обсерватории Snow были начаты планы по строительству башни высотой 60 футов (18 м), которая открылась в 1908 году, а затем в 1912 году — башни высотой 150 футов (46 м). 60-футовая башня в настоящее время используется 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 конструкций, используемых в экспериментальных целях, таких как эксперимент по атмосферному эффекту Черенкова на солнечной башне ( STACEE ), который используется для изучения черенковского излучения , и солнечная электростанция Института Вейцмана .
Другие солнечные телескопы, имеющие солнечные башни, — это солнечный телескоп Ричарда Б. Данна , солнечная обсерватория Башня Медон и другие.
