太陽光彩奪目 想要看清這個(gè)“近鄰”還有這些門道

太陽光彩奪目、無法直視，想要深入了解，只能通過太陽望遠(yuǎn)鏡一窺其“真面目”。如今，這雙“眼睛”又有了新的研制進(jìn)展。

日前，中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所官網(wǎng)宣布，該所太陽高分辨率成像技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)成功研制1.8米太陽望遠(yuǎn)鏡，這是我國首套2米級(jí)太陽望遠(yuǎn)鏡，僅次于美國4米級(jí)丹尼爾·井上太陽望遠(yuǎn)鏡(DKIST)。

同樣是恒星，為何要對(duì)太陽配備專門的望遠(yuǎn)鏡?為何會(huì)有各種規(guī)格的太陽望遠(yuǎn)鏡?不同的太陽望遠(yuǎn)鏡“看”到了哪些不同的內(nèi)容?

距離產(chǎn)生“美”也產(chǎn)生“麻煩”

太陽是距離地球最近的恒星。人們對(duì)于太陽的研究從未停止，從日心說到如今的太陽物理學(xué)，對(duì)于太陽的研究甚至發(fā)展成為一類獨(dú)立的學(xué)科。與其他恒星相比，太陽有哪些獨(dú)特之處?為何能夠獨(dú)立于恒星研究之外“自立門戶”?事實(shí)上，與其他恒星相比，太陽沒有獨(dú)特到需要獨(dú)立研究的程度，甚至可以說太陽就是一個(gè)普通的恒星。它唯一獨(dú)特的地方，就是與地球的距離最近。

因?yàn)樘柵c我們的距離足夠近，它成為了我們目前唯一可以獲取表面信息的恒星。我們可以“清晰”地看清太陽表面的細(xì)節(jié)，比如可以測(cè)量太陽表面上一個(gè)很小部分的視向速度，可以直接看到表面對(duì)流，可以直接測(cè)量磁場(chǎng)和太陽活動(dòng)等細(xì)節(jié)信息。

而對(duì)于其他恒星的觀測(cè)，我們就沒有這么“幸運(yùn)”了。除了太陽之外，距離地球最近的恒星是半人馬座的比鄰星，約4.246光年，是日地距離的25萬倍左右。從地球望向深空，絕大多數(shù)的恒星對(duì)于我們來說都是一個(gè)點(diǎn)，所測(cè)量的物理量基本都是恒星全球特性的疊加結(jié)果，很難對(duì)其他恒星進(jìn)行表面或區(qū)域性的單獨(dú)研究。

可以說太陽為我們提供了一個(gè)絕佳的恒星研究樣本，而對(duì)于太陽的研究意義不限于此。太陽“心情”的好壞直接影響人類活動(dòng)，尤其是太陽的大型爆發(fā)活動(dòng)會(huì)向地球及日地空間拋射電磁輻射和粒子輻射，給地球的電離層、磁層甚至大氣層帶來劇烈擾動(dòng)，影響地面通信及電力供應(yīng)等。因此，對(duì)太陽及其活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和研究始終是世界各國的關(guān)注重點(diǎn)之一，而太陽望遠(yuǎn)鏡就是我們“看清”太陽的那雙“眼睛”。

目前國際上已建成的2米級(jí)太陽望遠(yuǎn)鏡主要有美國1.6米古德太陽望遠(yuǎn)鏡(GST)和德國1.5米格雷戈?duì)柼柾h(yuǎn)鏡(GREGOR)。我國現(xiàn)有最大口徑太陽望遠(yuǎn)鏡是中國科學(xué)院云南天文臺(tái)研制的1米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡(NVST)。

應(yīng)對(duì)不同領(lǐng)域有不同“武器”

對(duì)于不同太陽物理特性的研究，也有相對(duì)應(yīng)的不同“武器”。

“大口徑的地面望遠(yuǎn)鏡主要是對(duì)太陽光球?qū)雍蜕驅(qū)拥木?xì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行觀測(cè)，這些結(jié)構(gòu)及其演化特征與太陽磁場(chǎng)的產(chǎn)生和演化、日冕百萬度高溫的產(chǎn)生和維持、太陽爆發(fā)的機(jī)制等科學(xué)問題緊密相關(guān)。”北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授、中國科學(xué)院太陽活動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任田暉舉例說，如云南撫仙湖的1米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡、北京懷柔的太陽磁場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡以及此次最新的2米級(jí)太陽望遠(yuǎn)鏡都能承擔(dān)上述任務(wù)。

另外，地面上還有太陽射電望遠(yuǎn)鏡，如內(nèi)蒙古的明安圖射電日像儀，用于接收太陽發(fā)射的無線電波，可研究太陽爆發(fā)過程中的粒子加速問題。

除了地面望遠(yuǎn)鏡，還有空間衛(wèi)星上的太陽望遠(yuǎn)鏡。“像我國即將發(fā)射的先進(jìn)天基太陽天文臺(tái)衛(wèi)星，除了測(cè)量光球?qū)哟艌?chǎng)外，還可以對(duì)主要來自太陽日冕、過渡區(qū)和色球?qū)拥淖贤廨椛浜蚗射線輻射等進(jìn)行觀測(cè)。”田暉說，這主要是因?yàn)樘柕淖贤廨椛浜蚗射線輻射基本全部被地球大氣吸收，所以研究人員在地面上無法進(jìn)行觀測(cè)。

田暉表示，隨著太陽望遠(yuǎn)鏡規(guī)格的提高，太陽11年周期是如何產(chǎn)生的、太陽日冕的溫度為何遠(yuǎn)高于光球?qū)?、太陽爆發(fā)的機(jī)制是什么這三個(gè)關(guān)于太陽的主要謎題也將逐漸可以獲得解答，未來對(duì)于太陽的研究會(huì)變得越來越明朗。(陶玉祥 本報(bào)記者 盛 利)

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