تلسكوب ريتشارد ب. دان الشمسي

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة

كان تلسكوب دان الشمسي ، المعروف أيضًا باسم تلسكوب ريتشارد ب. دان الشمسي ، [ 1 ] تلسكوبًا شمسيًا فريدًا من نوعه ذو محور رأسي ، متخصصًا في التصوير عالي الدقة والتحليل الطيفي . يقع في قمة ساكرامنتو في منطقة صن سبوت، نيو مكسيكو . كان التلسكوب الرئيسي في مرصد صن سبوت الشمسي ، الذي تديره جامعة ولاية نيو مكسيكو بالشراكة مع المرصد الشمسي الوطني، بتمويل من المؤسسة الوطنية للعلوم ، [ 2 ] وولاية نيو مكسيكو، بالإضافة إلى تمويل خاص من شركاء آخرين. يُساعد تلسكوب دان الشمسي علماء الفيزياء الفلكية حول العالم على فهم الشمس بشكل أفضل وكيفية تأثيرها على الأرض. في فبراير 2026، أعلنت المؤسسة الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة عن تفكيك التلسكوب وإعادة تأهيل موقع قمة ساكرامنتو بعد اكتشاف الزئبق السائل في المنشأة وما ترتب على ذلك من مخاوف تتعلق بالسلامة والبيئة. [ 3 ]

تم الانتهاء من بناء التلسكوب في عام 1969، وتم تحديثه ببصريات تكيفية عالية المستوى في عام 2004، وكان مرصدًا فيزيائيًا فلكيًا متعدد الاستخدامات للغاية، وقد شكل منصة اختبار مهمة لتطوير أجهزة وتقنيات جديدة.

تلسكوب

رسم تخطيطي للمقطع العرضي للتلسكوب
تم تركيب أجهزة الكمبيوتر أسفل غرفة المراقبة الرئيسية.
منظر من أعلى غرفة المراقبة

يُعدّ تلسكوب دان الشمسي متخصصًا في التصوير الطيفي عالي الدقة للشمس. تُمكّن هذه الملاحظات علماء الفلك الشمسي في جميع أنحاء العالم من الحصول على فهم أفضل للشمس. يستخدم العلماء والمهندسون التلسكوب لدراسة مجموعة واسعة من الأنشطة الشمسية، غالبًا بالتزامن مع الأقمار الصناعية أو إطلاق الصواريخ، ولتطوير تقنيات جديدة لتلسكوب دانيال ك. إينوي الشمسي الذي يبلغ قطره 4 أمتار .

تم افتتاح التلسكوب عام 1969 كأهم تلسكوب شمسي بصري عالي الدقة المكانية في العالم. وبفضل منصة الرصد الدوارة الأفقية التي يبلغ قطرها 12 مترًا (40 قدمًا) ، والتي لا تتطلب تركيب الأجهزة على التلسكوب نفسه، لا يزال تلسكوب دان الشمسي يوفر إعدادًا متعدد الاستخدامات وسهل الاستخدام. ويحتوي على منصتين بصريتين تكيفيتين عاليتي الدقة لتعويض التشويش الناتج عن الغلاف الجوي للأرض. 

المبنى بأكمله، من قمته إلى قاعدته، عبارة عن جهاز واحد. يقع أكثر من نصف المبنى تحت الأرض، حيث يمتد البرج 41 مترًا (136 قدمًا) فوق سطح الأرض، بينما تقع أدنى نقطة محفورة (قاع الحوض) على عمق 69 مترًا (228 قدمًا) تحت سطح الأرض. ويحتوي البرج الخرساني على أنبوب تفريغ رأسي بجدران سمكها متر واحد (3 أقدام).  

يبدأ المسار البصري من مرآة عاكسة أعلى البرج. تعكس نافذة دخول في أعلى البرج، ومرآتان، ضوء الشمس إلى أسفل أنبوب مفرغ من الهواء وصولاً إلى المرآة الرئيسية التي يبلغ قطرها 64 بوصة ، والواقعة على عمق 193 قدمًا (59 مترًا) تحت الأرض. [ 4 ] تقوم المرآة الرئيسية بتركيز الضوء وعكسه لأعلى، حيث يخرج من الأنبوب المفرغ من الهواء عبر ست نوافذ بصرية من الكوارتز في أرضية مختبر بصري على مستوى سطح الأرض. 

يحتوي أنبوب التفريغ على النظام البصري الكامل للتلسكوب، بدءًا من أعلى البرج وصولًا إلى قاعدة الجزء الموجود تحت الأرض، بالإضافة إلى أرضية غرفة الرصد التي يبلغ قطرها 12 مترًا. ويتم تفريغ العدسات من الهواء للتخلص من التشوه الناتج عن الحمل الحراري داخل التلسكوب، والذي قد ينتج عن الحرارة الشديدة المتولدة من تركيز ضوء الشمس. 

يُعلق أنبوب التفريغ الداخلي، الذي يزيد وزنه عن 250 طنًا، من أعلى البرج بواسطة محمل زئبقي عائم يحتوي على 10 أطنان من الزئبق. يسمح هذا المحمل بتدوير أنبوب التفريغ بالكامل، مُعوضًا بذلك الدوران الظاهري للصورة عند شروق الشمس. ويُعلق المحمل بدوره على ثلاثة مسامير، قطر كل منها 76 مليمترًا فقط . وعلى الرغم من حجم التلسكوب ووزنه، يُمكن التحكم في معظم أجزائه ومراقبتها من غرفة تحكم واحدة، تقع على جانب طاولة المراقبة الرئيسية. 

الآلات الموسيقية

الأجهزة الموجودة في تلسكوب دان الشمسي
الضوء الذي يمر إلى الأجهزة في تلسكوب دان الشمسي

يحتوي تلسكوب دان الشمسي على منصة بصرية دوارة، يمكن تهيئتها لتكوينات رصد متعددة، حسب متطلبات البحث العلمي قيد الدراسة. أما الأدوات الأربع الأكثر استخدامًا، والتي غالبًا ما تُستخدم معًا في نظام رصد واحد معقد، فهي:

جهاز قياس الاستقطاب الطيفي بالأشعة تحت الحمراء للمنشأة (FIRS)

جهاز قياس الاستقطاب الطيفي بالأشعة تحت الحمراء هو جهاز متعدد الشقوق مصمم خصيصًا لتلسكوب دان الشمسي لدراسة المغناطيسية على سطح الشمس. يقوم الجهاز بأخذ عينات من شرائح متجاورة من سطح الشمس باستخدام أربعة شقوق متوازية لتحقيق قياس استقطاب طيفي عالي الدقة ومحدود الانعراج . يمكن رصد ما يصل إلى أربعة خطوط طيفية في أطوال موجية مرئية وتحت حمراء، تغطي أربعة ارتفاعات مختلفة في الغلاف الجوي الشمسي، في وقت واحد. ويمكن تحسينه لتوفير تغطية طيفية متزامنة في الأطوال الموجية المرئية (3500-10000 أنغستروم) وتحت الحمراء (9000-24000 أنغستروم) من خلال تصميم فريد ثنائي الذراع. وقد صُمم الجهاز لالتقاط خطوط Fe I 6302 أنغستروم وFe I 15648 أنغستروم أو He I 10830 أنغستروم بأقصى كفاءة. [ 5 ]

جهاز قياس الاستقطاب الطيفي للأشعة تحت الحمراء والمناطق البصرية (SPINOR)

يُجري جهاز قياس الاستقطاب الطيفي للأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي قياس استقطاب ستوكس باستخدام عدسة لا لونية عبر عدة مناطق طيفية مرئية وتحت حمراء. وقد صُمم هذا الجهاز، الذي اكتمل بناؤه عام 2005، ليكون أداة "تجريبية"، يتميز بمرونة تسمح بدمج أي عدد من الخطوط الطيفية، "محدودًا فقط بالاعتبارات العملية (مثل عدد الكواشف المتاحة، والمساحة على المنصة البصرية، وما إلى ذلك)". [ 6 ]

مطياف الاستقطاب ثنائي الأبعاد التداخلي (IBIS)

جهاز قياس الطيف الاستقطابي ثنائي الأبعاد التداخلي (IBIS) هو جهاز قياس طيفي استقطابي تصويري مزدوج التداخل. يستخدم سلسلة من عمليات الضبط الكهروإجهادية الدقيقة لمسح سريع لخطوط طيفية مختارة ضمن  نطاق 550 إلى 860 نانومتر. ينتج عن ذلك سلسلة زمنية من الصور عالية الدقة، والتحليل الطيفي، وقياس الاستقطاب للشمس. يتميز الجهاز بمجال رؤية دائري واسع، بالإضافة إلى دقة طيفية عالية (R ≥ 200,000)، ودقة مكانية (≃ 0.2 ثانية قوسية)، ودقة زمنية عالية (عدة إطارات في الثانية). [ 7 ]

التذبذبات السريعة في الغلاف الجوي الشمسي (ROSA)

جهاز التذبذبات السريعة في الغلاف الجوي الشمسي (ROSA) هو نظام تحكم مركزي بست كاميرات CCD سريعة القراءة . يمكن قراءة بيانات كل كاميرا بمعدل 30 إطارًا في الثانية، ويتم تشغيل جميع الكاميرات من نظام تحكم واحد. وبذلك، يتيح الجهاز تصوير طبقات متعددة من الغلاف الضوئي والغلاف اللوني في آن واحد. عند تركيبه عام 2010، أنتج الجهاز ما يصل إلى 12  تيرابايت من البيانات يوميًا، [ 8 ] مما جعله أحد أكبر مجموعات البيانات في علم الفلك الشمسي الأرضي آنذاك.

آخر

بالإضافة إلى ذلك، تتوفر بعض الآلات القديمة، على الرغم من أنها نادراً ما تُستخدم الآن:

  • مرشح ثنائي الانكسار عالمي (UBF)
  • مقياس الاستقطاب المتقدم لستوكس (ASP)
  • مطياف الاستقطاب ذو الحد الأدنى للحيود (DLSP)

الاكتشافات العلمية والتقنيات والعلماء

  • استنتاج خصائص استقطاب التلسكوب من خلال الخطوط الطيفية دون استقطاب خطي. [ 9 ] ديركس، أ.، بيك، س.، مارتينيز بيليه، ف.، 2018. علم الفلك والفيزياء الفلكية، المجلد 615، A22 (2018)
  • تكييف تلسكوب دان الشمسي لتصوير طيف دوبلر لكوكب المشتري. [ 10 ] أندروود، تي إيه، فولز، دي، شميدر، إف-إكس، جاكيفيتش، جيه، ديجونغ، جيه، بريسون، واي، هول، آر، غونسالفيس، آي، غوالم، بي إيه، موران، إف، بريس، أو، SPIE الهندسة البصرية 10401Y (2017)
  • تُستخلص الحقول المغناطيسية للهالة الشمسية باستخدام تقنيات علم الزلازل المطبقة على موجات البقع الشمسية المنتشرة في كل مكان. [ 11 ] جيس وآخرون، 2016. مقال الغلاف لمجلة Nature Physics، المجلد 12، العدد 2، فبراير 2016.
  • البصريات التكيفية متعددة الاقتران الشمسية في تلسكوب دان الشمسي. [ 12 ] ريميل، تي.، هيجوير، إس.، ريتشاردز، ك.، ويجر، إف.، 2008، البصريات التكيفية متعددة الاقتران.
  • قياس التداخل البقعي باستخدام بيانات شمسية مصححة بالبصريات التكيفية. [ 13 ] Wöger, F., von der Lühe, O., Reardon, K., 2008, قياس التداخل البقعي.

تاريخ

بدأ المهندس المعماري تشارلز دبليو جونز تصميم تلسكوب برج الفراغ الشمسي في عام 1963. وبدأ بناء المبنى النهائي في عام 1966 تحت إشراف فيلق المهندسين بالجيش الأمريكي وانتهى في عام 1967، بتكلفة حوالي 3  ملايين دولار، مع شركة روغلين وباران وشركائهم المعمارية. كتب ريتشارد ب. دان، الذي أُهدي الجهاز إليه لاحقًا، [ 14 ] مقالًا في مجلة "سكاي آند تلسكوب" عام 1969 حول إتمام الجهاز. وجاء في المقال: "كان هدفنا الأساسي في تصميمنا هو التخلص من مشاكل الرؤية المحلية، التي تُناقش في كل اجتماع يُعنى بأجهزة رصد الشمس. إذ يُعاني علماء الفلك الشمسي من الاضطرابات الناتجة عن الفتحة الموجودة في قبة المرصد، وتسخين أسطح القبة، وتسخين التلسكوب، والحمل الحراري المحلي، والاضطرابات داخل النظام البصري... في حالتنا، تم الاستغناء عن القبة. وضعنا نافذة في أعلى برج هرمي يبلغ ارتفاعه 135 قدمًا، ثم أفرغنا الهواء من التلسكوب بأكمله داخل البرج. يُقلل هذا الأخير من تأثيرات الحمل الحراري المحلي، ويُزيل الفراغ الاضطرابات الداخلية ومشاكل الرؤية. كما أنه يُوفر راحة غرفة رصد مُدفأة [...]" [ 15 ]

تم افتتاح تلسكوب البرج في الأصل في 15 أكتوبر 1969، وأعيد تسميته عام 1998 [ 16 ] تكريمًا لريتشارد ب. دان . [ 17 ] وتقول لوحة في الموقع: "سمي هذا التلسكوب، الذي يعمل بتقنية التفريغ الهوائي، تكريمًا لأحد أبرز مصممي الأدوات في علم الفلك الشمسي، وهو تحفة ريتشارد ب. دان العلمية الطويلة في مرصد ساكرامنتو بيك (1998). وقد أثر بناء برج التفريغ الهوائي المستخدم في تلسكوب DST بشكل كبير على الأدوات الشمسية اللاحقة: فقد كانت الصور المتكونة من هذا النوع من التلسكوبات الشمسية فائقة الوضوح، لدرجة أن جميع التلسكوبات الشمسية الكبيرة التي بُنيت منذ ذلك الحين تقريبًا اعتمدت على مفهوم برج التفريغ الهوائي."

التطورات الأخيرة

في فبراير 2026، أعلنت المؤسسة الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة (NSF) أنها ستشرع في هدم وإعادة تأهيل موقع مرصد ساكرامنتو بيك في صن سبوت، نيو مكسيكو، بعد اكتشاف الزئبق السائل في مبنى تلسكوب ريتشارد ب. دان الشمسي. وأُغلق المرصد ومركز الزوار لأسباب تتعلق بالسلامة والبيئة. [ 3 ]

قررت مؤسسة العلوم الوطنية أن إزالة الزئبق من التلسكوب والتخلص منه بطريقة آمنة سيؤدي إلى تعطيل المنشأة. بعد المعالجة، سيتم تفكيك التلسكوب وإعادة تأهيل الموقع، مع وجود خطط لإنشاء معرض تعليمي يُبرز الإرث العلمي لتلسكوب دان الشمسي ومرصد ساكرامنتو بيك. [ 3 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ رافتري، كلير (30 أبريل 2018). "تلسكوب دان الشمسي" . المرصد الشمسي الوطني . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 سبتمبر 2023 .
  2. ↑ أعلن أودال، هاينريش، وبيرس عن تخصيص 1.2 مليون دولار لتحديث تلسكوب دان الشمسي في صن سبوت، نيو مكسيكو، ونقل تشغيله إلى اتحاد جامعة ولاية نيو مكسيكو ، 22 سبتمبر 2016، مؤرشف من الأصل في 18 سبتمبر 2018 ، تم الاطلاع عليه في 2 يوليو 2018
  3. ١ ٢ ٣ "المؤسسة الوطنية للعلوم تمضي قدماً في أعمال الهدم وإعادة تأهيل الموقع في قمة سكرامنتو" . المؤسسة الوطنية للعلوم الأمريكية. فبراير ٢٠٢٦. تاريخ الاطلاع: ٢٤ فبراير ٢٠٢٦ .
  4. ↑ "أجهزة تلسكوب دان الشمسي" . موقع تلسكوب ريتشارد ب. دان الشمسي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26-09-2013 .
  5. ↑ دليل مستخدم FISR (ملف PDF) ، 2010-01-04
  6. ↑ سوكاس-نافارو، هيكتور؛ إلمور، ديفيد؛ بييتاريلا، آنا؛ دارنيل، أنتوني؛ لايتس، بروس دبليو؛ تومتشيك، ستيفن؛ هيجوير، ستيفن (16 يناير 2016)، "سبينور: قياس الاستقطاب الطيفي المرئي والأشعة تحت الحمراء في المرصد الشمسي الوطني"، الفيزياء الشمسية ، 235 ( 1-2 ): 55، arXiv : astro-ph/0508685 ، Bibcode : 2006SoPh..235...55S ، CiteSeerX 10.1.1.315.7453 ، doi : 10.1007/s11207-006-0020-x ، S2CID 509001  
  7. ↑ ريردون، ك.ب.؛ كافاليني، ف. (14 فبراير 2008)، "توصيف مقاييس التداخل فابري-بيرو وملامح النقل متعددة الإيتالونات - الملامح الآلية لـ IBIS"، علم الفلك والفيزياء الفلكية ، 481 (3): 897-912 ، Bibcode : 2008A & A...481..897R ، doi : 10.1051/0004-6361:20078473
  8. ↑ روزا: نظام تصوير شمسي متعدد الكاميرات عالي السرعة ومتزامن (ملف PDF) ، 2010-01-01
  9. ↑ ديركس، أ.؛ بيك، س.؛ مارتينيز بيليه، ف. (2018-06-04)، "استنتاج خصائص استقطاب التلسكوب من خلال الخطوط الطيفية دون استقطاب خطي"، علم الفلك والفيزياء الفلكية ، 615 : A22، arXiv : 1804.01153 ، Bibcode : 2018A & A...615A..22D ، doi : 10.1051/0004-6361/201731231 ، S2CID 54512800 
  10. ↑ شميدر، فرانسوا-كزافييه؛ بريس، أوليفييه؛ موران، فريدريك؛ غوالم، باتريك؛ غونسالفيس، إيفان؛ هول، روبرت؛ بريسون، إيف؛ ديجونغ، جوليان؛ جاكيفيتش، جيسون؛ فولز، ديفيد ج.؛ أندروود، توماس أ. (2017-09-05)، "تكييف تلسكوب دان الشمسي لتصوير طيف دوبلر لكوكب المشتري"، في كيم، داي ووك؛ هول، توني ب.؛ هاليبير، باسكال (محررون)، البصريات الفلكية: تصميم وتصنيع واختبار الأنظمة الفضائية والأرضية (PDF) ، المجلد 10401، الصفحات 104010Y، doi : 10.1117/12.2275909 ، ISBN   9781510612594، S2CID 125319186 
  11. ↑ جيس، ديفيد ب.؛ ريزنيكوفا، فيرونيكا إي.؛ رايانز، روبرت إس آي؛ كريستيان، داميان جيه.؛ كيز، بيتر إتش.؛ ماثيوداكيس، ميهاليس؛ ماكاي، دنكان إتش.؛ كريشنا براساد، إس.؛ بانيرجي، ديبانكار؛ جرانت، صموئيل دي تي.؛ ياو، شون؛ دايموند، كونور (2016)، "الحقول المغناطيسية الإكليلية الشمسية المستمدة باستخدام تقنيات علم الزلازل المطبقة على موجات البقع الشمسية المنتشرة في كل مكان"، مجلة نيتشر فيزيكس ، 12 (2): 179-185 ، arXiv : 1605.06112 ، Bibcode : 2016NatPh..12..179J ، doi : 10.1038/nphys3544 ، S2CID 118433180 
  12. ↑ ريميل، ت.؛ هيجوير، س.؛ ريتشاردز، ك.؛ ويجر، ف. (2008)، "البصريات التكيفية متعددة الاقتران الشمسية في تلسكوب دان الشمسي"، مؤتمر ماوي المتقدم للتقنيات البصرية وتقنيات مراقبة الفضاء : E18، رمز Bibcode : 2008amos.confE..18R
  13. ↑ فوغر، ف.؛ فون دير لوه، أ.؛ ريردون، ك. (2008)، "قياس التداخل البقعي باستخدام بيانات شمسية مصححة بالبصريات التكيفية"، علم الفلك والفيزياء الفلكية ، 488 (1): 375-381 ، رمز Bibcode : 2008A & A...488..375W ، doi : 10.1051/0004-6361:200809894
  14. ↑ ريتشارد ب. دان (1927 - 2005)
  15. ↑ دان، ريتشارد ب. 1969. تلسكوب ساكرامنتو بيك الشمسي الجديد. مجلة السماء والتلسكوب. المجلد 38، العدد 6.
  16. ↑ تسمية أفضل تلسكوب شمسي في العالم باسم مبتكره، الدكتور ريتشارد ب. دان ، 21 سبتمبر 1998، مؤرشف من الأصل في 28 سبتمبر 2013 ، تم الاطلاع عليه في 27 مايو 2007
  17. ↑ روتن، روبرت ج. (1999)، "التلسكوب الهولندي المفتوح: التاريخ، الوضع الراهن، الآفاق" (ملف PDF) ، في تي. ريميل؛ ك. بالاسوبرامبيام؛ ر. راديك (محررون)، فيزياء الشمس عالية الدقة: النظرية، الملاحظات، والتقنيات