As primeiras imagens do Inouye Solar Telescope de 4 metros da National Science Foundation, lançado no final de janeiro, revelou o Sol em detalhes de cair o queixo. O tamanho do telescópio - é o maior telescópio solar do mundo - permitiu que os pesquisadores ampliassem a superfície solar com uma resolução mais alta do que nunca.

Mas o tamanho do novo telescópio tem outra vantagem além da capacidade de capturar o Sol em uma resolução sem precedentes. Também permitirá que os cientistas capturem uma quantidade de luz sem precedentes.

"Você pode usar um grande telescópio, como o telescópio solar Inouye, dois caminhos, "disse Roberto Casini, um cientista do National Center for Atmospheric Research (NCAR). "Você pode olhar para o Sol nos mínimos detalhes que a abertura do telescópio permite, ou você pode sacrificar alguns desses detalhes para usar o telescópio como um balde de fótons. O Telescópio Solar Inouye nos dá um balde muito grande. "

Cientistas do High Altitude Observatory (HAO) do NCAR esperam que o uso do telescópio como um balde de fótons lhes dê a oportunidade de descobrir novas assinaturas de polarização em todo o espectro de luz visível que irradia do Sol, que pode ter sido muito tênue para encontrar com os telescópios menores anteriores. Essas assinaturas, que dão aos cientistas pistas críticas sobre o funcionamento dos intrincados campos magnéticos do Sol, são mais fáceis de identificar quando mais luz solar pode ser capturada.

Para pesquisar esses sinais, Casini e seus colegas HAO projetaram e construíram um dos cinco instrumentos do Telescópio Solar Inouye:o Espectro-Polarímetro Visível (ViSP). Este instrumento extremamente versátil pode observar qualquer comprimento de onda em todo o espectro visível da radiação do Sol, permitindo aos cientistas um grande grau de flexibilidade para explorar. Ele também será acoplado a um pacote de software de instalação que transformará rapidamente os dados coletados pelo ViSP em um produto pronto para a ciência. Casini espera que a flexibilidade projetada do ViSP e sua capacidade de processamento de dados despertem um foco renovado nos mistérios que a luz polarizada do Sol pode revelar.

NCAR é patrocinado pela National Science Foundation (NSF). O Telescópio Solar Inouye é gerenciado pelo Observatório Solar Nacional da NSF.

De poucos para muitos:tornando o espectro-polarimitério acessível

Por mais de um século, os cientistas sabem que os campos magnéticos afetam a luz emitida ou espalhada pelos íons na atmosfera solar, produzindo polarização. Ao modelar e interpretar a assinatura de polarização desses campos, os cientistas podem rastrear a forma e a estrutura em grande escala dos campos magnéticos do Sol. Em última análise, isso ajudará os pesquisadores a entender melhor as erupções solares e como prevê-las. Esses eventos violentos produzem clima espacial que tem o potencial de interromper as comunicações de rádio, redes eléctricas, e sinais de GPS, além de colocar astronautas em perigo e danificar satélites.

Mas detectar e interpretar a luz polarizada do Sol sempre foi um desafio. Parte do motivo é porque o sinal costuma ser muito fraco, e os cientistas precisam coletar muitos fótons para distinguir esse sinal do fundo não polarizado do Sol. Os instrumentos usados ​​para detectar a polarização também contribuem para essa dificuldade, pois eles próprios podem introduzir a polarização. Por exemplo, os espelhos usados ​​em telescópios para direcionar o caminho da luz que chega ao detector também polarizam essa luz. A habilidade necessária para desembaraçar o sinal polarizado vindo do Sol e interpretar esse sinal é bastante especializada.

"A espectropolarimetria solar até hoje tem sido uma arte dominada por apenas alguns, "Casini disse.

HAO tem uma longa história na ciência da espectropolarimetria e construiu outros instrumentos para estudar o Sol, incluindo um espectropolarímetro que ainda está operando no Telescópio Solar Dunn no Pico de Sacramento, no Novo México. Mas a quantidade de observações feitas por esse instrumento e outros ultrapassou em muito a quantidade de dados científicos disponibilizados para a comunidade. Isso ocorre porque as observações são um gargalo à espera de um dos poucos especialistas no campo para fazer a análise complexa necessária para transformar os dados brutos em algo utilizável por uma ampla gama de cientistas solares.

Casini - que ainda mantém uma caixa de papelão com fitas do Pico do Sacramento no chão de seu escritório até ter tempo de analisá-las - diz que o ViSP e o Telescópio Solar Inouye foram projetados para quebrar esse gargalo. O instrumento, que pode ser configurado e executado com um mínimo de intervenção humana, alimentará os dados diretamente no software da instalação que pode digerir as informações e transformá-las em um produto utilizável para a ciência.

"Queremos superar a inacessibilidade da ciência da polarimetria e criar dados científicos para todos, "Casini disse.

A possibilidade de descobrir algo novo

O hands-off, O projeto automatizado do ViSP também tem outra vantagem distinta. Ao contrário de seus antecessores, que deve ser reconfigurado manualmente para estudar diferentes comprimentos de onda de luz, A configuração do ViSP pode ser facilmente modificada em um console de computador para observar qualquer comprimento de onda no espectro visível do sol.

Com mais velhos, espectropolarímetros de mão-de-obra intensiva, os cientistas tendem a se limitar a comprimentos de onda de luz bem testados, que já são conhecidos por serem sensíveis ao magnetismo solar. Os cientistas serão capazes de usar o ViSP para estudar esses mesmos comprimentos de onda, e explorar a resolução do Telescópio Solar Inouye para observar essa polarização em detalhes sem precedentes.

Mas o ViSP também dará aos cientistas uma licença para explorar todo o espectro da luz visível, onde eles podem tropeçar em novos sinais polarizados que nunca foram descobertos antes e que podem enriquecer sua compreensão dos campos magnéticos do Sol. Encontrar esses sinais não descobertos anteriormente é talvez mais provável com o ViSP porque, além da flexibilidade automatizada do instrumento, é montado sob um enorme telescópio capaz de permitir a entrada de muita luz. Novos sinais polarizados podem ser mais fracos do que aqueles que já são conhecidos, e sua detecção exigirá um pool ainda maior de fótons para isolar o sinal do ruído.

"Porque este é o maior telescópio solar, realmente oferece uma oportunidade de procurar coisas novas - coisas que podem ter sido negligenciadas no passado porque não tínhamos poder de coleta de luz suficiente, "Casini disse." Agora temos luz suficiente. "

O ViSP ainda está no processo final de aceitação do site e verificação científica, durante o qual Casini e seus colegas devem mostrar que o instrumento está atendendo a todos os requisitos prometidos e, portanto, é cientificamente viável. Assim que este processo for concluído, o instrumento iniciará as operações científicas. Em última análise, todos os instrumentos do telescópio, incluindo ViSP, estará disponível para uso de pesquisadores de todo o mundo. Casini, para um, está animado com o que os pesquisadores solares podem aprender.

"Nós realmente produzimos um instrumento que permite que você explore o espectro visível do Sol como quiser, e podemos ficar surpresos com o que encontramos, "ele disse." Há muito que ainda podemos aprender com a descoberta fortuita. "