Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST), teleskop surya terbesar di dunia, menangkap gambar pertamanya matahari - gambar dengan resolusi tertinggi dari bintang kami hingga saat ini - bulan lalu.
Gambar dimulai apa yang diharapkan para ilmuwan akan menjadi studi hampir 50 tahun tentang bintang paling penting di Bumi. Gambar-gambar baru mengungkapkan struktur magnetik kecil dalam detail luar biasa. Seperti konstruksi pada teleskop 4 meter berakhir di puncak Haleakala di pulau Hawaii, Maui, lebih banyak instrumen teleskop akan mulai online, meningkatkan kemampuannya untuk menerangi matahari yang aktif.
Resolusi dan kepekaan Inouye yang unik akan memungkinkannya untuk menyelidiki medan magnet matahari untuk pertama kalinya saat mempelajari aktivitas yang mendorong cuaca luar angkasa di lingkungan Bumi. Partikel bermuatan yang ditumpahkan dari matahari dapat mengganggu satelit mekanis bumi, jaringan listrik, dan infrastruktur komunikasi. Teleskop baru juga akan menyelidiki salah satu misteri matahari yang paling berlawanan: mengapa korona matahari, atau lapisan luar, lebih panas dari permukaannya yang terlihat.
"Ini adalah gambar dan film dengan resolusi tertinggi dari permukaan matahari yang pernah diambil," kata direktur Inouye Thomas Rimmele saat konferensi pers pada hari Jumat (24 Januari). "Sampai sekarang, kita baru saja melihat ujung gunung es."
"Pisau Tentara Swiss"
Konstruksi dimulai pada Inouye Solar Telescope pada 2012. Sejak itu, teleskop tetap sesuai anggaran dan sesuai jadwal, menurut Dave Boboltz, direktur program untuk Divisi Astronomi Yayasan Sains Nasional.
Teleskop menangkap gambar yang baru dirilis, yang merupakan gambar teknik pertama, pada 10 Desember 2019, tetapi observatorium belum lengkap. Hanya satu instrumen, Visible Broadband Imager (VBI), yang beroperasi pada saat itu. VBI mengambil gambar dengan resolusi sangat tinggi dari permukaan matahari dan atmosfer yang lebih rendah.
Instrumen kedua observatorium, Visible Spectro-polarimeter (VISP), mulai beroperasi pada Kamis (23 Januari). Seperti prisma, VISP membagi cahaya menjadi warna-warna komponennya untuk memberikan pengukuran karakteristik yang tepat di sepanjang panjang gelombang ganda. Instrumen yang tersisa akan dihidupkan ketika konstruksi berlanjut di gedung 13 lantai, dengan operasi penuh yang direncanakan akan dimulai pada Juli 2020.
"Kami sekarang dalam sprint terakhir maraton yang sangat panjang," kata Rimmele.
Gambar cahaya pertama yang diambil adalah gambar warna salah dari matahari. Karena bangunan tersebut masih dalam tahap konstruksi, gambar hanya diproses tetapi tidak dianalisis untuk hasil ilmiah. Namun, Rimmele mengatakan itu struktur magnetik yang sebelumnya muncul dalam gambar matahari sebagai titik terang tunggal sekarang terlihat sebagai beberapa struktur yang lebih kecil, memberikan petunjuk kemampuan teleskop surya baru.
Instrumen berikutnya yang akan dikirim ke puncak adalah Cryogenic Near Infrared Spectra-Polarimeter, yang akan mempelajari atmosfer matahari pada panjang gelombang inframerah, untuk menyelidiki medan magnet di korona matahari melalui bidang pandang yang luas. Segera setelah itu, Difraksi Terbatas Dekat Infrared Spectrom-Polarimeter akan tiba, akhirnya menggunakan serat optik untuk mengumpulkan data spektral di setiap titik dalam gambar matahari dua dimensi, yang memungkinkannya untuk secara bersamaan mengukur informasi spasial dan spektral. Instrumen terakhir, Visible Tunable Filter, akan menangkap gambar matahari dengan resolusi sangat tinggi sambil melakukan pemindaian cahaya kecepatan tinggi yang dapat mengidentifikasi atom dan molekul.
Inouye dimaksudkan untuk beroperasi selama 44 tahun, yang seharusnya mencakup dua dari 22 tahun penuh matahari siklus matahari. Rangkaian instrumennya kemungkinan akan berubah seiring waktu.
"Kekuatan sebenarnya di Teleskop Surya Inouye adalah fleksibilitasnya, kemampuannya ditingkatkan," kata Boboltz. "Rasanya seperti memiliki Pisau Tentara Swiss untuk mempelajari matahari."
Pemecah matahari
Matahari terus-menerus melepaskan material ke ruang angkasa ke segala arah. Angin matahari yang sedang berlangsung ini berinteraksi dengan medan magnet Bumi, menyebabkan aurora.
Ledakan lain lebih dramatis. Kadang-kadang, matahari akan memuntahkan potongan besar plasma dan partikel yang dikenal sebagai coronal mass ejections (CMEs); jika ini mencapai Bumi, mereka dapat memengaruhi satelit dan jaringan listrik, dengan pemadaman yang paling kuat. Salah satu bencana modern paling terkenal terjadi pada 1989 ketika badai geomagnetik menghantam Quebec, memicu pemadaman sembilan jam di seluruh wilayah Kanada. Studi telah menetapkan biaya pemadaman yang meluas dari puluhan miliar untuk triliunan dolar, tergantung pada keadaan.
Efek seperti itu bisa menjadi lebih parah. "Ketergantungan kami yang berkembang pada teknologi sangat meningkatkan kerentanan kami terhadap cuaca luar angkasa," kata Boboltz.
Efeknya bisa kecil tapi menghancurkan. Pada bulan September 2017, ketika trio topan melaju melintasi Karibia, ledakan matahari menyebabkannya beberapa pemadaman radio di sisi Bumi yang diterangi matahari. Banyak pemadaman radio menghentikan komunikasi selama waktu berbahaya, kadang-kadang selama 8 jam.
"Peristiwa yang terjadi secara alami di Bumi dan peristiwa secara alami di matahari, ketika digabungkan, merupakan ancaman yang jauh lebih besar bagi masyarakat kita," kata Direktur Yayasan Sains Nasional Valentin Pillet selama konferensi pers.
Teleskop Inouye harus memungkinkan para astronom untuk belajar lebih banyak tentang apa yang mendorong cuaca luar angkasa. Pemahaman ini dapat membantu mempercepat prediksi untuk peristiwa paling ekstrem, memungkinkan respons yang lebih cepat selama situasi berbahaya.
Inouye tidak akan bertindak sendiri untuk mencapai ini. "Untuk benar-benar memahami pengemudi dan dampak cuaca luar angkasa, kita perlu menggunakan dua pendekatan yang saling melengkapi," kata Pillet. Inouye akan menangani yang pertama, melakukan pengamatan mendalam terhadap permukaan magnetik matahari.
Pendekatan kedua membutuhkan pengiriman pesawat ruang angkasa yang dekat dengan matahari.
Milik NASA Parker Solar Probe diluncurkan pada 2018 dan akan mencapai jarak 4 juta mil (6 juta kilometer) pada pendekatan terdekatnya dengan bintang tersebut. Pada bulan Februari, NASA dan Badan Antariksa Eropa akan meluncurkan Orbiter surya, sebuah misi yang didedikasikan untuk mempelajari heliosfer matahari, gelembung partikel bermuatan yang tertiup ke luar angkasa oleh angin matahari.
Ketiganya "sangat saling melengkapi dalam cara yang berbeda," kata Pillet. Sementara Inouye akan memberikan tampilan rinci pada medan magnet matahari, misi ruang angkasa akan menempatkan pengamatannya dalam konteks dengan aktivitas matahari dan cuaca matahari.
Bersama-sama, "mereka akan berada di garis depan penemuan selama setengah abad berikutnya," kata Pillet. "Ini benar-benar saat yang tepat untuk menjadi astronom matahari," katanya.
"Rumah Matahari"
Haleakala, Hawaii untuk "House of the Sun," sepertinya merupakan pengaturan ideal untuk teleskop surya. Terkenal di dunia karena matahari terbitnya yang spektakuler, gunung berapi yang tidak aktif menerima sekitar 15 menit lebih banyak siang hari dari bagian permukaan laut dari pulau Maui.
Menurut tradisi Hawaii, gunung berapi mengambil namanya dari trik yang dimainkan di matahari oleh Maui setengah dewa. Ibu Maui mengeluh bahwa matahari melaju cepat melintasi langit sehingga pakaiannya tidak bisa mengering. Penipu itu memanjat ke puncak gunung dan menghujani matahari, menolak untuk melepaskannya sampai matahari setuju untuk melambat. Untuk memastikan pembebasannya, matahari setuju untuk bepergian lebih lambat enam bulan dalam setahun.
Arti spiritual dari puncak Hawaii telah mendatangkan malapetaka bagi teleskop lainnya. Protes tentang pertumbuhan kehadiran astronomi di Mauna Kea miliki konstruksi terhenti dari Teleskop Tiga Puluh Meter. Inouye tidak luput dari pertentangan. Pada 2015 dan 2017, ratusan pemrotes berkumpul untuk memblokir kendaraan konstruksi dari perjalanan ke puncak.
Sejak itu, pejabat teleskop telah bertemu dua kali setahun dengan kelompok kerja asli Hawaii, yang ingin mereka bawa untuk melihat teleskop yang sudah jadi. Pusat Dukungan Sains baru juga dibangun di dasar gunung untuk memberikan dukungan di luar lokasi, dan puncaknya tetap terbuka untuk penduduk asli Hawaii yang ingin mempraktikkan agama mereka di lerengnya.
National Solar Observatory juga telah menyusun serangkaian rencana pelajaran untuk guru sekolah menengah yang menyoroti sejarah panjang astronomi Hawaii yang disajikan kepada guru-guru lokal pada tahun 2019.
"Kami sudah bisa memuluskan banyak pertengkaran itu," kata Boboltz.
- Satu juta geyser plasma menyemburkan dari matahari, dan para ilmuwan akhirnya tahu mengapa
- NASA mengawasi misi untuk melacak ancaman cuaca luar angkasa dengan satelit kecil
- Lihat matahari terbenam dalam tampilan satelit baru yang liar
