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

  • 国家图书馆:周末来读书

  • 西安铁路工业遗存变身市民乐园

独家策划

推荐阅读
成都大熊猫繁育研究基地科普团队成立于2000年,旨在面向公众传播以大熊猫为代表的生物多样性保护理念。
2025-02-14 10:26
食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味,以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质。
2025-02-14 10:24
《自然》杂志13日报道我国发现迄今唯一确切的侏罗纪鸟类——政和八闽鸟。
2025-02-14 10:23
在当前的极寒天气下,机器狗更灵活、可携带更多仪器,巡检质效显著提高,让赛事电力保供更安心。
2025-02-14 10:22
国家税务总局发布的最新数据显示,2024年,现行支持科技创新和制造业发展的主要政策减税降费及退税达26293亿元,助力我国新质生产力加速培育、制造业高质量发展。
2025-02-14 10:11
独脚金是寄生在高粱上的一种植物,能导致高粱减产甚至死亡。近日,我国科学家首次从高粱中发现两个关键基因,敲除后,高粱对独脚金的抗性显著提高。
2025-02-14 10:04
基于AI大模型及领域数据资源,构建基于PC端和手机端应用的科特派数字人“小科”,为用户提供随时在线、多终端访问、7×24小时全天候资源对接,全方位服务于北京城市科技创新与管理。
2025-02-13 09:36
新时代以来,我国以更高站位、更宽视野、更大力度来谋划和推进新征程生态环境保护工作,全力推动生态环境根本好转。
2025-02-13 03:40
新年伊始,DeepSeek成为“热词”,其在各领域的应用也引发思考和讨论。在科研领域,人工智能驱动科学研究的新科研范式随之到来,对构建开放创新生态提出了更急迫的要求。
2025-02-13 03:50
从个性化的珠宝饰品到复杂的航空零部件,3D打印展现出了巨大的创造力和应用潜力。然而,科技的探索永无止境,一种比3D打印更具突破性的技术——4D打印,正悄然兴起。
2025-02-13 03:50
当前,我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,对生态环境的要求也越来越高。良好的生态环境不仅是自然财富、生态财富,更是经济财富、社会财富。
2025-02-13 03:40
中国人工智能发展与安全研究网络主办,上海期智研究院、清华大学人工智能国际治理研究院承办
2025-02-12 19:16
2025年,空天院合成孔径雷达科研团队将继续研制8颗“女娲星座”合成孔径雷达卫星,届时“女娲星座”20颗在轨雷达卫星将实现全球组网运行,对地观测能力将大幅提升。
2025-02-12 10:07
这并不是一辆普通的复古电车,而是一部使用了16K全息数字技术、AI技术与四轴动感震动系统的数字电车。
2025-02-12 10:06
科学家们发现,水波涉及复杂的流体力学效应,能够构造丰富的拓扑矢量场用于粒子的操控。
2025-02-12 09:59
通过打造与自然和谐共生的生态经济圈,让生态保护和可持续发展得以兼顾,天目山保护区的实践,吸引了越来越多的关注,也为全球生物多样性保护提供了可借鉴的路径。
2025-02-12 09:57
春节期间,全国科技馆以“科技温暖中国年”为主题,为公众献上一系列融知识性、趣味性和人文关怀于一体的科普惠民活动。
2025-02-12 09:53
2月6日晚,“共和国勋章”获得者、我国第一代核潜艇工程总设计师黄旭华院士因病在武汉逝世,享年99岁。
2025-02-11 14:55
气动外形优化是航空设计中的核心技术,可以提升燃油效率、降低阻力,提高飞行器性能。该几何引擎无需庞大的数据集或繁琐的超参数调整,大幅降低了开展气动优化的复杂度和成本。
2025-02-11 09:43
最近,原子能院自主研发的两步法650毫米直径冷坩埚玻璃固化工程样机,完成90天连续运行试验,收获约52吨玻璃固化体,高放射性废物(以下简称“高放废物”)可被“封印”其中。
2025-02-11 09:43
加载更多