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自然杂志报道的只是伊农奕太阳望远镜开光后拍到的光球照片┊∵,望远镜的科学观测还要等几个月才能正式开始⊿。伊农奕太阳望远镜与抵近太阳的帕克太阳探针(PSP)和欧空局本周将发射的太阳轨道器(Solar Orbiter)△,标志着太阳探测的一个新纪元的开始⊙,为我国太阳物理研究提供了重大机遇和挑战↑♀π。中国科学家正在抓紧工作∴,为实现我国第一个太阳卫星-“先进空基太阳天文台(ASOS)” 而努力?↑◇,并为8米口径的“先进地基太阳天文台(ASOG)”计划做科学和技术准备♂∟∟。

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它的科学目标是对太阳磁场进行最精确的测量∟,包括前所未有的对太阳大气或日冕磁场的测量▽☆,从而回答一些最重大的科学问题∵,比如┊,太阳的日冕为什么会有百万度的高温△,比太阳表面热百倍;太阳大气中翻腾的磁场如何驱动太阳风暴并影响地球上的生命等∵〇。

汪景琇:这是世界上最大的太阳望远镜♂↑,坐落于夏威夷毛伊岛东部∟⊙□。丹尼尔∙凯∙伊农奕太阳望远镜口径4米□,由美国国家自然科学基金委资助﹡,美国国家太阳天文台研制和运行〇↑⌒,历经20年、耗资3.44亿美金↑。伊农奕太阳望远镜去年12月“开光”♂☆π,刚刚睁开巨眼的它正以从未有过的精细度观测太阳⌒。

来源:中国科学院国家天文台前段时间∟,美国国家科学基金会(NSF)位于夏威夷的丹尼尔∙凯∙伊农奕(Daniel K Inouye)太阳望远镜捕捉到了迄今最清晰的太阳表面照片♀♂⊙。高清图像里↑,太阳仿佛是流动的黄金◇∵,展现出太阳作为等离子体复杂的结构∴∟,为人类认识太阳和预测太阳活动▽☆┊,提供了更进一步的素材﹡⊙⊿。那么照片是怎么拍摄的∟?未来这架望远镜还会带来什么惊喜呢⊙?来听听中国科学院院士汪景琇怎么说~

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Q:此前邓恩太阳望远镜也曾拍到过太阳的照片♂∟,邓恩太阳望远镜的特点是什么♀↑?这次拍摄的图片和以往有什么不同π?

Q:照片上的不规则形状是什么♂♂?为什么太阳表面会是这样的π↑♀?我们可以从这张照片中得到什么信息☆?

受访专家汪景琇◇﹡♂,中国科学院院士□▽⌒,中国科学院国家天文台研究员﹡,中国科学院大学资深讲席教授∴,《Research in Astronomy and Astrophysics》联合执行主编△。

Q:还处于测试阶段的伊农奕太阳望远镜便拍下了如此清晰的太阳照片♂↑△,未来它还将安装更多先进仪器☆♂,如低温近红外分光光度计、衍射极限近红外光谱偏振仪﹡,这两个仪器的作用是什么△↑?它将对科学家探索太阳提供哪些帮助⌒?

迄今为止▽↑△,太阳磁场的直接测量仅局限于太阳光球表面⊿▽,对太阳大气(色球、过渡区和日冕)磁场的知识□⊙,主要来自在简化假定下的理论重构▽♂。缺乏可靠的观测﹡,限制了科学家对太阳磁活动起源和机理的理解△,导致日冕加热和太阳风起源等难题得不到解决⊿。其他三套设备包括快速宽带滤光单色像仪◇⊙┊,双光路可见光狭缝光谱偏振仪和多波段成像光谱偏振仪□?π。

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与早期邓恩太阳望远镜等以往最好的光球照片比◇﹡↑,伊农奕太阳望远镜观测的空间分辨率提高了约三倍﹡⊿。在米粒暗径中细丝状亮点结构被发现46年后﹡,太阳物理学家可能第一次取得了它们被详细分辨的图像△☆。现在发布的只是单色像♂?∟,更精细的磁场和动力学测量将提供更多的物理信息⊿⌒☆。

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汪景琇:伊农奕太阳望远镜配备了5套终端设备┊〇♂,确保在高空间分辨率下、日面和太阳大气中磁场偏振测量的最高精度和灵敏度♀﹡♀。低温近红外光谱偏振仪和二维近红外光纤光谱偏振仪⊿〇▽,将直接测量太阳大气包括日冕中的磁场﹡∵π,可能是伊农奕太阳望远镜最重要的两套设备∵☆。

汪景琇:这张照片是1月29日发布的◇,是伊农奕太阳望远镜拍摄的太阳光球表面的单色像∵♂□,可能是由多幅照片拼接而成的♀♂。其日面空间分辨率达到35公里π☆△。试想♂◇∟,在离太阳1.5亿公里外的地球☆⌒◇,人类能够分辨清楚太阳表面35公里的结构特征∵∵∟,这是何等令人振撼的科学技术奇迹△π!

Q:此次的照片是如何拍摄的♂?

为建设伊农奕太阳望远镜♂↑◇,美国国家基金委削减了对邓恩太阳望远镜的资助▽△⊙,使其成为由基金委、新墨西哥州和私人资助的太阳黑子太阳天文台的主要设备﹡↑。邓恩太阳望远镜取得了很多重要成果□∟,其中就包括对太阳对流的高分辨率观测和邓恩等1974年关于米粒暗径中细丝状亮点结构(filigree)的发现▽⌒?。邓恩望远镜因2004年配备了高阶自适应光学系统∵⌒,进一步提升了高分辨率观测的性能◇⊙♂。

汪景琇:邓恩太阳望远镜是美国国家太阳天文台1969年投入工作的、口径为1.5米的真空塔式太阳望远镜⊙,位于新密西哥州的萨克峰π□,因其高分辨率光谱成像观测闻名于世∴。后来▽,为表彰该天文台的太阳物理学家邓恩(Dunn)的贡献∵☆∴,该望远镜被命名为邓恩太阳望远镜π。

Q:夏威夷丹尼尔∙凯∙伊农奕(Daniel K Inouye)太阳望远镜是目前世界上最大的太阳望远镜⌒,它有什么特点◇﹡〇?科学目标是什么∵?

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汪景琇:照片展示的△┊♂,是太阳表面沸腾的超热大气⌒∟。图中不规则的形状是湍动对流的图案∴。那些明亮的“元泡”是从太阳内部向上翻腾的气泡⊙♀,即包含电离的正负电荷在内的超热等离子体┊。而“暗径”类的结构〇⌒π,是对流中下落的被冷却的等离子体◇∵。每一个亮的“元泡”和周围的“暗径”﹡π⊙,组成像爆米花似的 “太阳米粒”♂┊⌒。它们是恒星对流的一个基本结构♂。

值得一提的是图像中“米粒暗径”内只有几十公里的精细结构□∟〇,有的表现为“亮点”〇♂▽,有的形如“金属丝网”↑∵﹡。它们曾在较低分辨率的观测中被邓恩(Dunn)等发现π。近年暗径内的结构被地面和空间更多观测证实和研究◇□◇,也被称为“暗径亮点”⊿π﹡。然而♂∵,在较低的分辨率下□,不可能在结构上分辨这些极为精细的特征□,更不可能在物理上对它们进行可靠的诊断∟⊿,其“真容”也许只有靠伊农奕太阳望远镜才能真正揭示⊙◇,它们可能为揭密日冕加热等难题提供重要线索☆☆♂。

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