САМОЕ ВЫСОКОТОЧНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ СОЛНЦА

16 ЯНВАРЯ 2025, 20:23 МСК


На фоне недавнего возвращения в строй SDO, много справедливых восторгов по поводу того, что снова доступны снимки Солнца в разрешении 4k, и вообще, какое потрясающее качество дают космические обсерватории. В этой связи мы публикуем, как нам кажется, самый точный на сегодняшний день снимок солнечного пятна, который получен SDO (нет), телескопом Hubble (тоже нет), другой ещё более мощной космической обсерваторией (тоже нет), …. который на самом деле получен на Земле, на Гавайях, солнечным телескопом Дэниела К. Иноуэ (Daniel K. Inouye Solar Telescope). Как вообще это удалось?

Если спросить, что является главным препятствием, которое мешает получать бесконечно точные фотографии астрономических объектов, то многие скажут, что мешает атмосфера, кто-то упомянет температурные деформации, кто-то скажет, что главное препятствие –это невозможность изготовления идеального зеркала, ну и есть, конечно, и куча других причин. На самом деле всё это технические моменты и их можно обойти – не сейчас, так в будущем. В мире вообще всё можно обойти, кроме одного – нельзя обойти законы природы. И к сожалению, в данном случае мешают именно они. Свет – это волна (ок, не волна, но становится волной при взаимодействии с материальными объектами) и по этой причине нарушает законы геометрической оптики – размывается внутри телескопа. Там, где на изображении должна получиться точка, на самом деле получается кружок (пятно), размеры которого и определяют точность телескопа. И если вы уберёте атмосферу, все тепловые деформации, сделаете бесконечно точное зеркало, то вы просто упрётесь в размеры этого кружка – получите так называемый диск Эйри, который будет тем меньше, чем (внимание!) больше диаметр зеркала вашего телескопа. Иными словами, после того, как вы устраните все мешающие факторы, у вас останется только один способ дальнейшего улучшения качества изображения – это неограниченно (если бы) увеличивать размер вашего телескопа. Математика там предельно простая – увеличили диаметр зеркала в 2 раза, получили в 2 раза более точный снимок.

Телескоп Дэниела К. Иноуэ – это телескоп, расположенный в месте с одним из лучших в мире климатов для наблюдения (гавайский остров Мауи). Телескоп поднят на высоту около 3 км над уровнем моря (на склон вулкана Халеакала), оснащён гексаподами, адаптивными системами, датчиками волнового фронта, имеет охлаждаемый жидкостью купол, контроль систем циркуляции воздуха и т.д. и т.п. Но это не главное. Главное, что это солнечный телескоп с самым большим в мире зеркалом размером 4.24 метра. Собственно, это и позволят ему делать такие снимки (к сожалению, не так часто, как хотелось бы, так как работает он не в космосе, а на Земле). Для сравнения диаметр зеркал SDO всего 20 см, то есть меньше в 40 раз. Можно, вообразить, какое качество дал бы телескоп Дэниела К. Иноуэ, если бы был размещён на орбите Земли, но такая задача (вывести в космос оптическое зеркало такого диаметра) человечеству пока не под силу. Диаметр зеркала телескопа Hubble для сравнения ¬ – 2.4 метра.

На снимке, если интересно, хорошо видна грануляция, которая возникает из-за кипения Солнца. Горячее вещество поднимается в центре ячеек, растекается к краям, остывает и опускается вниз. Из-за этого края ячеек темнее. Волокна по краям пятна – это что-то вроде опилок, которые выстроились вокруг гигантского магнита, так как пятно, по сути, и является таким магнитом. При определённой доле воображения, можно заметить, что пятно образует как бы воронку, уходящую краями вглубь. Это будет правильное ощущение, так как «дно» пятна опущено по отношению к его краям, а само пятно представляет собой по форме нечто вроде лунного кратера, но на поверхности Солнца. Но всё же дно у пятна есть, и оно не так глубоко, как можно подумать (пара тысяч км), но просто оно так слабо светит, что при таком контрасте не видно.

В целом, наземные снимки Солнца часто бывают исключительно красивы. Впечатляющие снимки получают также порой и на любительских инструментах. Но это уже, как говорится, совсем другая история.

Лаборатория солнечной астрономии
(ИКИ РАН и ИСЗФ СО РАН)