Helder beeld van de zon – vacuüm maakt nauwkeurige observatie mogelijk

Helder beeld van de zon – vacuüm maakt nauwkeurige observatie mogelijk

Voor het observeren van de zon worden andere telescopen gebruikt dan voor het observeren van de nachtelijke hemel. Een voorbeeld van zo’n telescoop is de vacuümtelescoop. Het pad van het vastgelegde zonlicht blijft onaangetast in de vacuümkamer.
Vacuum-Tower-Telescope-1.jpg

Wanneer astronomen de sterren observeren met optische apparaten, zijn zij blij met iedere invallende foton. De steeds grotere spiegels in hun telescopen zijn bedoeld om zo veel mogelijk van het schaarse licht te vangen dat van de verre melkwegstelsels naar de aarde is afgereisd. Ze hoeven zich geen zorgen te maken over de neveneffecten van deze zwakke stralen.

Maar er is één ster in het bijzonder waarbij andere regels gelden: de zon, die onze planeet overspoelt met hoogenergetische straling waardoor leven hier überhaupt mogelijk is. Zonne-astronomen krijgen daarom te maken met een overvloed aan lichtstralen waaruit zij de gewenste beelden moeten filteren door middel van technische trucjes

Het belangrijkste probleem hier is warmte. De vastgelegde zonnestralen die door lenzen worden geconvergeerd, brengen aanzienlijke hoeveelheden energie met zich mee. Dit zou de lucht in een normale telescoop verwarmen en doen stijgen. Aangezien de brekingsindex van lucht verandert met de temperatuur, zou de passerende lichtstraal worden afgebogen door de turbulentie in het apparaat. Het opgenomen beeld zou onduidelijk zijn en niet langer informatief.

Om dit effect te voorkomen werd de Vacuum Tower Telescope (VTT) ontwikkeld voor de observatie van de zon. Eén van deze telescopen is de VTT van het Kiepenheuer-instituut voor zonnefysica (gevestigd in Freiburg) op Tenerife. Omdat de telescoop zo ver mogelijk weg dient te zijn van de turbulente luchtlagen boven de door de zon verwarmde grond, is deze in een toren van 38 meter hoog geplaatst. Om de beweging in de omgevingslucht verder te minimaliseren, is de toren in strak wit geschilderd. Dit betekent dat de toren zelf zo min mogelijk warmtestraling absorbeert.

Twee draaiende spiegels op het dak van de toren vangen het zonlicht. Ze leiden het licht naar een verticaal geplaatste pijp waar de telescoop staat. Deze kamer is 21 meter lang en heeft een diameter van 1,80 meter. Tijdens het jaarlijkse onderhoud wordt de kamer geëvacueerd tot een vacuümniveau van minder dan 0,5 millibar, waarbij telkens gebruik wordt gemaakt van twee in serie met elkaar verbonden vacuümpompen.

Dankzij de lengte van de kamer is het brandpunt van de telescoop in vacuüm. De doordringende warmtestraling kan daar geen luchtturbulentie genereren, waardoor optische strepen door verhitting uitgesloten zijn. Astronomen gebruiken de VTT onder andere om gedetailleerde beelden van zonnevlekken te krijgen. Deze vlekken hebben een directe invloed op het magnetische veld van de aarde. Ze kunnen onder andere ook invloed hebben op de werking van elektrische apparaten en uitrusting.

Naast licht stuurt de zon ook een constante stroom van geladen deeltjes de ruimte in. Deze "zonnewind" botst voortdurend tegen het magnetische veld van de aarde en wordt er gelukkig door afgebogen. Als dit niet het geval was, zou deze storm van geladen deeltjes het oppervlak van de aarde raken en al het leven hier vernietigen. De zonnewind is echter niet altijd even sterk. De vorming ervan wordt beïnvloed door het magnetische veld van de zon. Door deze schommelingen ontstaan er om de elf jaar een bijzonder groot aantal zonnevlekken op de oppervlakte van de zon. De vlekken versterken de zonnewind door uitstoot van extra deeltjes en dit kan uitgroeien tot een "zonnestorm". Op 13 maart 1989 legde een dergelijke storm binnen 90 seconden het elektriciteitsnet van de Canadese provincie Quebec plat en veroorzaakte schade met een waarde van meer dan een miljard dollar.


Abonneer u op de "World of Vacuum"-nieuwsbrief!
Abonneer u nu en blijf up-to-date met het laatste fascinerende nieuws op het gebied van vacuüm.

ABONNEREN