Wyraźny widok Słońca — Próżnia umożliwia precyzyjną obserwację

Wyraźny widok Słońca — Próżnia umożliwia precyzyjną obserwację

Do badania aktywności słonecznej wymagane są teleskopy inne niż używane do obserwacji nieba nocą. Jednym z takich teleskopów jest teleskop próżniowy. W jego komorze próżniowej droga wychwyconego światła słonecznego pozostaje niezakłócona.
Vacuum-Tower-Telescope-1.jpg

Gdy astronomowie obserwują gwiazdy za pomocą urządzeń optycznych, liczy się dla nich każdy foton. Teleskopy wyposażone są w coraz większe zwierciadła, a ich główne zadanie to wychwytywanie jak największej ilości rozproszonego światła docierającego do nas z odległych galaktyk. Nie muszą obawiać się o żadne efekty uboczne związane z tymi słabymi promieniami.

Istnieje jednak jedna szczególna gwiazda, której dotyczą inne zasady. Jest nią Słońce zalewające naszą planetę promieniowaniem o wysokiej energii, które stanowi podstawowy warunek istnienia życia. Astronomowie obserwujący Słońce muszą radzić sobie z ogromną obfitością promieni świetlnych, z których, stosując sztuczki techniczne, muszą odfiltrowywać żądane obrazy.

Kluczowym problemem jest ciepło. Wychwycone przez soczewki promienie świetlne niosą duże energie. W zwykłym teleskopie powodowałoby to nagrzewanie powietrza i jego unoszenie się. Ponieważ współczynnik załamania powietrza zmienia się wraz z jego temperaturą, przechodząca wiązka światła byłaby odchylana przez turbulencje występujące wewnątrz urządzenia. Uzyskany obraz byłby rozmyty i nie zawierałby przydatnych informacji.

W celu przeciwdziałania temu zjawisku podczas obserwacji słońca opracowano próżniowy teleskop wieżowy (vacuum tower telescope, VVT). Jednym z nich jest teleskop VVT Instytutu Fizyki Słońca im. Kiepenheuera (mającego swoją siedzibę we Fryburgu) znajdujący się na Teneryfie. Ponieważ musi on znajdować się jak najdalej od nagrzewanych przez słońce turbulentnych warstw powietrza powyżej podłoża, umieszczono go w wieży o wysokości 38 metrów. W celu dalszej minimalizacji ruchu powietrza otoczenia wieżę pomalowano błyszczącą białą farbą. Oznacza to, że sama wieża absorbuje możliwe najmniejszą ilość promieniowania cieplnego.

Dwa zamontowane przegubowo zwierciadła na dachu wieży wychwytują światło słoneczne. Kierują je do ustawionej pionowo rury, w której znajduje się teleskop. Komora ta ma długość 21 metrów i średnicę wynoszącą 1,80 metra. Po wykonywanych co roku pracach konserwacyjnych komora jest opróżniana do poziomu próżni wynoszącego poniżej 0,5 milibara. Za każdym razem służą do tego dwie połączone szeregowo pompy próżniowe.

Dzięki długości komory ognisko teleskopu znajduje się w próżni. Przenikające promieniowanie cieplne nie może wywoływać żadnych turbulencji powietrza, co eliminuje smugi optyczne spowodowane nagrzewaniem. Astronomowie używają teleskopu VVT między innymi w celu uzyskiwania szczegółowych obrazów plam słonecznych. Ich aktywność ma bezpośredni wpływ na pole magnetyczne Ziemi. Ponadto mogą również oddziaływać na funkcjonowanie urządzeń i sprzętu elektrycznego.

Oprócz światła Słońce emituje w kosmos ciągły strumień naładowanych cząstek. Ten tak zwany wiatr słoneczny nieustannie dociera do pola magnetycznego Ziemi, przez które jest na szczęście odchylany. Gdyby tak nie było, burze cząstek uderzałyby w powierzchnię Ziemi i unicestwiły całe życie na niej. Siła wiatru słonecznego jest jednak zmienna. Na jego formowanie ma wpływ pole magnetyczne Słońca. Jego wahania skutkują tworzeniem co jedenaście lat szczególnie dużej liczby plam na powierzchni Słońca. Wzmacniają one wiatr słoneczny dodatkową emisją cząstek, co może przybierać formę burz słonecznych. 13 marca 1989 roku tego rodzaju burza słoneczna sparaliżowała w ciągu 90 sekund sieć elektryczną w kanadyjskiej prowincji Quebec, powodując straty przekraczające miliard dolarów.


Subskrybuj biuletyn „World of Vacuum"!
Subskrybuj teraz, aby otrzymywać najnowsze ciekawe wiadomości z branży urządzeń próżniowych.

SUBSKRYBUJ