De Zon bevat 99,9% van alle massa in ons zonnestelsel en is ongetwijfeld het belangrijkste hemellichaam in ons zonnestelsel. Bovendien gaf haar creatie uit een samenkrimpende interstellaire gaswolk aanleiding tot het ontstaan van de planeten en blijft de Zon cruciaal voor alle leven op Aarde. Sinds oudsher hebben diverse culturen de Zon als een godheid aanbeden maar het is slechts sinds het einde van de 19de eeuw dat de mensheid daadwerkelijk beseft dat onze Zon een ster is!
Reeds in de Griekse oudheid was men zich bewust van de speciale rol die de Zon speelt, maar het idee dat de Zon een ster is, werd pas serieus in overweging genomen in de 17de eeuw na het aanvaarden van het heliocentrisch model van ons zonnestelsel. Op het einde van de 19de eeuw is de Italiaanse priester & astronoom Angelo Secchi (1818-1878), een pionier in astronomische spectroscopie (licht analyse), de eerste om de sterren op te delen in vijf klassen naargelang hun kleur en spectroscopische vingerafdruk. Zijn werk lag aan de basis van de Harvard spectraal klassen (O B A F G K M – L T) waarbij de sterren worden gecatalogiseerd volgens het spectrum van hun uitgestraalde licht. De meeste sterren vertonen een duidelijke relatie tussen lichtkracht en hun spectraal klasse; hete blauwe sterren hebben de sterkste lichtkracht, koele rode sterren de zwakste lichtkracht.
Omstreeks 1910, stelden de Deense astrofysicus Ejnar Hertzsprung (1873-1967) en de Amerikaanse astronoom Henry Russell (1877-1957) deze relatie vast en hun classificatie geeft inzicht in de evolutie van sterren. Onze Zon is momenteel een gele ster van spectraal klasse G2 en bevindt zich halverwege haar 10 miljard jaar lange levenscyclus in de hoofdreeks van het Hertzsprung-Russell diagram. De nabijheid van onze Zon is een buitenkans voor astronomen om een ster in detail te bestuderen. De allereerste waarnemingen van de Zon, waarbij de donkere zonnevlekken werden ontdekt, werden wellicht uitgevoerd door de Chinezen, zo’n tweeduizend jaar geleden. In de 17de eeuw werden dankzij de uitvinding van de telescoop (1609) deze “koele” zonnevlekken in detail bestudeerd door de Duitse Jesuït Christopher Scheiner (1575-1650), waarbij de Zon door een lenzenkijker op papier werd geprojecteerd. Sindsdien is het observeren van de Zon en haar 11-jarige cyclus een gespecialiseerde tak binnen de sterrenkunde geworden.
Het open buizen frame van de DOT met deksel op de 45 cm primaire spiegel,
het geheel onder gesloten slecht-weer koepel tentcover. Upgrade naar een 75 cm spiegel is technisch mogelijk!
Dankzij hun eeuwen oude traditie met sterrenkunde, hebben onze Noorderburen een sterke internationale positie opgebouwd in radioastronomie, fysica van sterren in het algemeen en van de Zon in het bijzonder. De Nederlandse natuurkundige Willem Julius (1860-1925) was één der grondleggers van het moderne zonne-onderzoek. De Utrechtse zonnefysicus Cees Zwaan lobbyde voor een Nederlands zonnetelescoop project, dat uiteindelijk in de jaren 1990 werd gerealiseerd, aanvankelijk onder de naam OTT (Open Toren Telescoop) later omgedoopt in DOT (Dutch Open Telescope). Het DOT project vond oorsprong in de jaren 1970 toen de Europese JOSO (Joint Organization for Solar Observations) groep meteorologische evaluaties verrichtte van diverse locaties. De vulkaan toppen van de Canarische eilanden Tenerife en La Palma bleken de meest geschikte sites om een zonne-observatorium te bouwen. De 2350m hoge Roque de los Muchachos (ORM) op het eiland La Palma werd voor de DOT als locatie gekozen. De helling waarop de telescoop diende te komen staat vol met codeso struiken. Deze manshoge bremstruiken schermen de rotsachtige grond af en verminderen de verhitting van de lucht juist boven de grond. De turbulente luchtlaag die door de zonnewarmte ontstaat is op La Palma dunner dan op onbedekte vulkaan toppen zoals Mauna Kea of Mauna Loa op Hawaï. Op andere bergtoppen met zonnetelescopen, zoals Sacramento Peak – New Mexico en Kitt Peak – Arizona, groeit de turbulente laag gestadig aan tijdens de dag, zodat daar alleen kort na zonsopgang goede seeing optreedt. Op de groene vulkaantop van het eiland La Palma overheersen noordoostelijke passaatwinden waardoor de lucht uniform wordt afgekoeld en zowel ’s nachts als overdag een goede seeing wordt garandeert.
Voor de telescoop werd een 15m hoge toren met lift & platform gebouwd om de DOT boven eventuele resterende luchtturbulentie te brengen. De 45 cm reflector (spiegelkijker) werd door astrofysicus Rob Hammerschlag ontworpen en gebouwd met medewerking van de Universiteit Utrecht en de Technische Universiteit Delft. De telescoop heeft een uniek open concept waarbij de luchtstromingen ruim baan krijgen over de gehele twee meter brandpuntslengte tussen de primaire spiegel en de CCD/field stop lens. Geconcentreerd zonlicht genereert een intense hitte, voornamelijk nabij het diafragma van de primaire focus, die het beeld vervormt en onscherp maakt. Bij conventionele zonnetelescopen wordt dit probleem opgelost door de hele telescoopbuis vacuüm te zuigen. Men dient dus een stevige telescoopbuis te ontwerpen en de zonnewarmte efficiënt af te voeren. Gezien het open concept van de DOT diende het telescoop buizenframe sterk & stijf te zijn om trillingen door de wind te vermijden. De 16 ton zware zonnetelescoop zit op een equatoriale vork montering en koeling wordt verzekerd door waterkoelingsysteem net achter de primaire focus. Na de zonnewaarnemingen wordt het platform afgesloten met een opplooibare schelpvormige tentcover geconstrueerd uit weersbestendige teflon-achtige polyester.
De auteur nabij de DOT toren en containers met waarneming werkruimtes. De DOT controle ruimte
bevindt zich in het gebouw van de Swedish solar Telescope.
De Atlantische oceaan aan de einder en uiterst rechts de ORM Residencia, waar de astronomen verblijven.
De allereerste waarneming (first light) werd verricht in oktober 1997, waarbij de zeer goede resultaten de keuze van een open frame concept bevestigden. In 1999 werd een budget vrijgemaakt voor een drie jaar lange “wetenschappelijke validatie” periode waarbij de instrumenten van de DOT werden uitgetest. Zowel de optiek als de instrumenten van de Nederlandse zonnetelescoop bleek van uitstekende kwaliteit. Bovendien past men bij data opslag spikkelreconstructie toe om eventueel resterende beeldonscherpte tengevolge van luchtturbulentie weg te werken. Deze manier van werken resulteert in scherpe gedetailleerde beelden van het zonneoppervlak maar vereist tevens een krachtige computer. Medio 2004 werd de DOT “open” gesteld, waardoor waarneemtijd beschikbaar kwam voor externe gebruikers, en werd een nieuwe parallel-rekende computercluster gerealiseerd waarmee de spikkel reconstructie honderd maal sneller verliep. De krachtiger spikkelmachine (DOT Speckle Processor = 70 watergekoelde Xeon processoren met dag capaciteit van 1.8 Terabyte) maakte het mogelijk om vaker langere tijd waar te nemen. Begin 2008 verkreeg het DOT project financiële steun van de Europese Unie, aangezien de Nederlandse organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek en het Sterrenkundig Instituut Utrecht het niet langer alleen aankonden. In 2010 maakte de Amerikaanse Helio Research groep gebruik van de DOT dankzij een financiële toelage van de National Science Foundation.
Momenteel beschikt de DOT over een tiental filters; Ca II & Ba II, blauw & rood continuüm, barium continuüm, Halpha, Hbeta, rood prominence en een G-band filter. Medio de jaren 1990 namen de Nederlandse ontwerpers een moedige keuze om voor een open concept zonnetelescoop te kiezen en sindsdien heeft het succes van het DOT ontwerp andere sterrenwachten geïnspireerd om dezelfde weg in te slaan. Voorbeelden hiervan zijn de 1,6 m BBSO telescoop (Big Bear Solar Observatory in California) en de 1,5 m GREGOR telescoop in Tenerife. Bovendien hebben zowel de Verenigde Staten als Europa plannen voor grotere zonnetelescopen. In de VSA betreft het de 4,0 m ATST (Advanced Technology Solar Telescope gepland op Haleakala - Maui) en in Europa hebben de 15 landen van de EAST (European Association for Solar Telescopes) een overeenkomst inzake een 4-meter klasse zonnetelescoop op één van de locaties in de Canarische eilanden. De sterrenkundige gemeenschap hoopt dat de DOT van de nodige financiële steun kan blijven genieten tot de realisatie van de nieuwe generatie zonnetelescopen in 2015.
