点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:人类拍到迄今最清晰的太阳照片 竟然像个爆米花?
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

人类拍到迄今最清晰的太阳照片 竟然像个爆米花?

来源:光明网2020-02-12 17:45

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  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~

人类拍到迄今最清晰的太阳照片 竟然像个爆米花?

  光明网: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?科学目标是什么?

  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,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”,刚刚睁开巨眼的它正以从未有过的精细度观测太阳。

  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。

  光明网:此次的照片是如何拍摄的?

  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。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!

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

  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,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”,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,有的表现为“亮点”,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。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”。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。

    光明网: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?

    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,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。

  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。

  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。

  光明网: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?

  汪景琇:伊农奕太阳望远镜配备了5套终端设备,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,将直接测量太阳大气包括日冕中的磁场,可能是伊农奕太阳望远镜最重要的两套设备。

  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。

  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。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。(蔡琳)

  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。

[ 责编:张蕃 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 第48届世界技能大赛志愿者宣誓上岗

  • 第三届上海国际光影节开幕

独家策划

推荐阅读
近期,我国北方多地进入秋季花粉高峰期。秋季致敏花粉主要来自蒿属、葎草属、豚草属、藜科、苋科等草本植物。这些植物的花并不显眼,却能产生数量庞大的花粉。
2026-09-18 10:20
一个月球上新形成的陨石坑,让研究人员有机会了解这颗离我们最近的天体的复杂地质构造。该陨石坑由发生在2024年的一次小行星撞击形成,直径约为222米,是迄今人们亲眼观测到形成过程的最大陨石坑。
2026-09-18 10:24
近日,依托中国天眼(FAST)探测数据,中国科学院国家天文台研究员韩金林领衔的FAST银道面脉冲星巡天团队发现一个轨道周期极短、目前已知总质量最轻的双中子星系统。
2026-09-18 10:23
9月17日,海南首台“华龙一号”核电机组——华能昌江核电二期项目3号机组正式投产商运。
2026-09-18 10:18
近日,农业农村部印发《全国种植业发展“十五五”规划》,明确到2030年,我国粮食综合生产能力稳步提升,守牢谷物基本自给、口粮绝对安全底线。
2026-09-18 10:17
揭秘极限制造背后的“宁德品质”
2026-09-17 11:48
在中国工程院院士张献龙带领下,华中农业大学教授王茂军课题组发现“三维基因组结构是传统DNA序列变异之外可供作物改良利用的新型靶标”,并在此基础上破译了棉花遗传的“空间折叠密码”,为拓展现有栽培棉的遗传多样性提供了新方向。
2026-09-17 09:41
近日,陈松林团队成功构建全球首个海洋硬骨鱼类综合功能与进化基因组数据库MFDB,首次系统整合了来自85种海洋硬骨鱼的89个染色体水平基因组数据。
2026-09-17 09:42
恰逢铜基高温超导发现40周年之际,复旦大学教授张远波、阮威团队与中国科学院院士、中国科学技术大学教授陈仙辉团队合作,成功制备出只含一个铜氧面的铜基高温超导体。
2026-09-17 09:40
依托中国天眼FAST超高探测灵敏度,国家天文台韩金林研究员领衔的FAST银道面脉冲星巡天团队取得重要发现,捕获一颗处于紧致轨道的双中子星系统PSRJ1856-0039。
2026-09-17 09:35
地学界认为,这种全球尺度的巨变,很可能归因于超大陆旋回。但是,是否真的存在超大陆?近日,中国地质科学院地质研究所王涛团队发表成果,证实了超大陆的存在,并将其命名为“大冈瓦纳”。
2026-09-17 09:37
日前,西湖大学未来产业研究中心周南嘉、姚远联合西湖大学医学院陶亮团队,设计出全新材料与3D打印机制,解锁了植入式全水凝胶生物电子器件。
2026-09-17 09:32
据了解,该隧道盾构段长约2.9公里,采用双洞双层结构设计。如此“大块头”的装备,推进系统配置了液压浮动支撑装置,同时还配备了高精度导向系统与管片选型系统,共同保障盾构机轻巧拐弯。
2026-09-16 10:38
当前,一场以可再生能源替代化石能源、以电动汽车替代燃油车为核心的能源革命正席卷全球。车网互动的本质,是将电动汽车从单纯的“负荷”转化为兼具“负荷”与“电源”双重属性的移动储能单元。
2026-09-16 10:38
从持续性看,这些劣质、虚假或错误的信息,不只占据当下受众的注意力,还会变成AI训练的语料,形成自我循环。使清朗网络空间成为可感可及的常态,还要立足于人机协同,同步提升全社会的信息素养和核查效率。
2026-09-16 10:37
近日,南方科技大学地球与空间科学系副教授范斯腾与合作者在火星大气环流及物质输运研究方面取得重要进展。火星上的物质输运通常主要沿着平均环流进行,这与地球根本不同,后者的大气输运主要受涡流主导。
2026-09-16 10:39
艺术家描绘了星团潮汐尾上的脉冲星和接力观测的三组望远镜。此后,随着星团内部动力学演化和银河系潮汐作用持续改变成员轨道,一部分中子星会逐渐进入潮汐尾,最终脱离星团。近一个世纪后,星团潮汐尾上的这颗脉冲星,使巴德开启的两条科学线索在一个具体天体上交汇。
2026-09-16 10:39
今年入夏以来,西北太平洋与南海海域的台风仿佛开启了“流水线”模式,接连生成、登陆,引发社会广泛关注。
2026-09-15 09:35
气候变化可能进一步改变全球极端降雨、洪水和季风过程,短期水文事件对陆地塑料向河流和海洋输送的影响也可能随之变化。厘清这种“脉冲式”污染输送机制,有助于提高全球海洋塑料污染预测的准确性,并为更具针对性的塑料污染治理提供科学依据。
2026-09-15 09:27
错坚河冰崩发生点和下游传输侵蚀通道。研究指出,气候变暖背景下,喜马拉雅山地区的冰冻圈灾害正呈现频次增加与链式放大的复合态势。研究指出,此次冰崩与气候变暖影响下冰裂隙扩张、从冰面向冰内和冰床排水加剧直接相关。
2026-09-15 09:26
加载更多