我国首套2米级太阳望远镜面世 想要看清这个“近邻”还有这些门道
太阳令人眼花缭乱,无法直接看到。要深入了解它,人们只能通过太阳望远镜看它的“真面目”。现在,这双“眼睛”有了新的发展。
近日,中国科学院光电技术研究所官方网站宣布,该所太阳高分辨率成像技术研究团队成功研制出1.8米太阳望远镜,这是中国第一台2米级太阳望远镜,仅次于美国4米级丹尼尔·伊努耶太阳望远镜(DKIST)。
也是一颗恒星,我们为什么要给太阳配备特殊的望远镜呢?为什么有各种各样的太阳能望远镜?不同的太阳望远镜“看到”了什么不同的内容?
距离产生“美”和“麻烦”
太阳是离地球最近的恒星。人们对太阳的研究从未停止过。从日心说到今天的太阳物理学,对太阳的研究甚至已经发展成为一门独立的学科。与其他恒星相比,太阳有什么独特之处?为什么我们可以独立于恒星研究“自立”?事实上,与其他恒星相比,太阳并不是独一无二的,不需要独立研究。甚至可以说太阳是一颗普通的恒星。它唯一独特的地方是它离地球最近的距离。
因为太阳离我们足够近,它已经成为目前唯一能获得表面信息的恒星。我们可以“清楚地”看到太阳表面的细节,例如,我们可以测量太阳表面一小部分的表观速度,我们可以直接看到表面对流,我们可以直接测量磁场和太阳活动等细节。
然而,我们没有那么“幸运”去观察其他恒星。除了太阳,离地球最近的恒星是半人马座的半人马座比邻星,大约4.246光年,是太阳和地球距离的25万倍。从地球向太空深处看,绝大多数的恒星对我们来说都是一个点。测量的物理量基本上是恒星整体特征的叠加结果。很难对其他恒星进行表面或区域的单独研究。
可以说,太阳为我们提供了一个研究恒星的绝佳样本,但研究太阳的意义并不仅限于此。太阳的“情绪”对人类活动有直接影响,特别是大规模的太阳爆发,这将把电磁辐射和粒子辐射射入地球和日地空间,对地球的电离层、磁层甚至大气层造成严重干扰,影响地面通信和电力供应。因此,监测和研究太阳及其活动一直是世界关注的焦点之一,而太阳望远镜是我们“看”太阳的“眼睛”。
目前,世界上已经建成的2米太阳能望远镜主要包括美国1.6米的米格德太阳能望远镜(GST)和德国1.5米的格雷戈尔太阳能望远镜(GREGOR)。中国最大的孔径太阳望远镜是中国科学院云南天文台研制的1米新型真空太阳望远镜。
我们应该在不同的领域处理不同的“武器”。
对于不同太阳物理特征的研究,也有相应的不同“武器”。
“大口径地面望远镜主要观察太阳光球和色球的精细结构和动态特征。这些结构及其演化特征与诸如太阳磁场的产生和演化、日冕百万度高温的产生和维持以及太阳爆发机制等科学问题密切相关。”北京大学地球与空间科学学院教授、中国科学院太阳活动重点实验室主任田辉说,例如,云南抚仙湖的1米新型真空太阳望远镜、北京怀柔的太阳磁场望远镜和最新的2米太阳望远镜都可以承担上述任务。
此外,地面上还有太阳射电望远镜,如内蒙古的明嘎图射电日像仪,用于接收太阳发射的无线电波,并可以研究太阳爆发期间的粒子加速。
除了地面望远镜,太空卫星上也有太阳能望远镜。像中国即将发射的先进的天基太阳观测卫星一样,它除了测量光球磁场外,还能观测主要来自日冕、过渡带和色球的紫外线和X射线辐射田辉说,这主要是因为太阳的紫外线和x光辐射基本上被地球大气层吸收,所以研究人员无法在地面上进行观测。
田辉说,随着太阳望远镜规格的提高,关于太阳的三大难题,即太阳的11年周期是如何产生的,日冕温度为什么比光球温度高得多,以及太阳爆发的机制是什么,将逐步得到解决,未来对太阳的研究将越来越清晰。(陶玉祥,记者李晟)