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人类史上最“高清”太阳照片诞生,如涌动的黄金液体

人类史上最强的太阳望远镜终于睁开了它的眼睛。 近日,由美国国家科学基金会资助的世界最大太阳望远镜——Daniel K. Inouye 太阳望远镜(简称 DKIST)拍得了人类迄今分…


人类史上最强的太阳望远镜终于睁开了它的眼睛。

近日,由美国国家科学基金会资助的世界最大太阳望远镜——Daniel K. Inouye 太阳望远镜(简称 DKIST)拍得了人类迄今分辨率最高的太阳照片。


图 | 太阳照片(来源:美国国家科学基金会)


金黄色的太阳表面正在翻滚的等离子体像细胞一样紧密排列,而在这张太阳图像中,每一个像细胞一样的细小颗粒面积都接近中国青海省的面积。

其中单个“细胞”中间的明亮处意味着等离子体从太阳深处上升到太阳表面,而等离子体重新下沉则形成了“细胞间”的暗处。



“我们现在已经能够看到太阳系里最大天体的最清晰的细节。”DKIST 主管 Thomas Rimmmele 表示。

该照片拍摄的时间是 2019 年 12 月 10 日,也是该望远镜首次“睁开眼睛”后获得的首张太阳照片,不过严格意义上来说,该望远镜还处在建设阶段,这张照片还属于非正式的测试图像,望远镜正式投入使用则需要等到 2020 年 7 月。


图 | 太阳照片比例尺,左下角白色块面积等于美国德州面积,与中国青海省面积相当(来源:美国国家科学基金会)

在小露身手之后,我们能够期待 DKIST 将给人类提供了一个观察太阳的全新视角,让天文学家能够以史无前例的高清晰度观察我们的太阳,帮助我们更好解开关于太阳的几个长期谜团。

例如,为什么日冕的温度比太阳表面高出数百万度;太阳风是如何在磁场作用下最终从太阳表面喷发等等。由于太阳风粒子会与地球磁场相互作用,可能对无线电通信、GPS 信号和电网等产生影响,对太阳活动的掌握可以让我们更好了解太阳风何时到来。


图 | DKIST(美国国家科学基金会)

观察太阳的确不是一个简单的事情。我们知道,一个普通的放大镜能把阳光汇聚成一个焦点,让局部温度显著升高并能轻易点燃一个纸片。

而要打造一个太阳望远镜时,我们需要将一个巨大的放大镜对准太阳,这时候当然不能仅用传统的方式造出一个老式的望远镜。

DKIST 在“凝视”太阳时,太阳光线通过镜片折射同样会汇集成一个高温的焦点,Nature 杂志将这样的高温形容为:能在 3 秒内做出一袋爆米花。

为了防止高温将望远镜融化,工程师们为其搭建了一个复杂的冷却系统,每天晚上造出能够填满一个游泳池的冰,以完成白天望远镜的工作时的降温需要,望远镜内的冷却管道长度则超过了 12 公里。

美国国家科学基金会当初为了资助DKIST的建设工作,减少了对位于亚利桑那州和新墨西哥州两台老式太阳望远镜的资助。最终在争议之下,DKIST 于2012年正式开始了建设工作,地点则选在了夏威夷毛伊岛哈雷阿卡拉天文台(haleakala observatory)。

DKIST 可以在可见光波段和近红外波段观测太阳,其主镜直径 4.24 米,在进行太阳观测时分辨率高达约 30 公里,这一清晰度比 DKIST 的前辈——邓恩太阳望远镜好上5倍之多。


图 | DKIST 镜片(来源:DKIST官网)

事实上,DKIST 还拥有世界上最复杂的自适应光学系统,能够使用可变的镜片来抵消地球大气造成的扭曲。为了达到这一目的,该望远镜镜片每秒能够进行 2000 次调整。

亚特兰大乔治亚州立大学的太阳物理学家 Aparna Venkataramanasastry 表示:“它就像一台显微镜,可以分辨出太阳上非常小的特征。” 科罗拉多大学博尔德分校太阳物理学家 Motchil Molnar 则称赞称:“这将是一场了解太阳的革命。”

目前,工程师正在对望远镜进行最后的完善工作,正式的科学观测活动将于 2020 年 7 月开始。

而不少科学家已经开始表达对 DKIST 的期待。来自英国圣安德鲁斯大学的太阳物理学家 Stephanie Yardley 表示,希望利用这台望远镜能够探测到太阳风喷发前太阳磁场是如何进行调整的,这些信息可以帮助研究人员预测地球可能受到空间天气的影响。

按照目前规划, DKIST 项目将从今年开始持续运行至少 4 个太阳活动周期,即44年时间。DKIST 的主管 Thomas rimmmele 表示,望远镜的建设已经来到了最后冲刺阶段,而这些照片则仅仅只是一个开始。


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本篇文章来源于微信公众号: DeepTech深科技

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