好訊息!世界上最大的太陽望遠鏡首次拍攝到太陽的詳細影象!
太陽是我們太陽系的核心,也是生命的源泉。然而太陽也有著致命的危險,我們根本無法靠近,因而也無法看到太陽的真實寫照,然而近日一張太陽高清照片讓科學界徹底沸騰了!
原來,不久前,來自世界上最大的太陽望遠鏡——丹尼爾·k·井上太陽望遠鏡(DKIST)拍攝了它的第一張太陽影象,這是迄今為止我們的恆星解析度最高的影象。
這張照片開啟了科學家們對這顆地球上最重要的恆星近50年的研究,新的影象以令人難以置信的細節揭示了太陽微小的磁性結構。隨著4米望遠鏡在夏威夷毛伊島Haleakala山頂上的建設逐漸結束,更多的望遠鏡裝置將開始投入使用,增強它照射太陽的能力。
井上號望遠鏡井上號望遠鏡獨特的解析度和靈敏度將使它在研究地球附近的太空天氣活動時首次探測到太陽磁場。來自太陽的帶電粒子會干擾地球的機械衛星、電網和通訊基礎設施。新的望遠鏡還將深入研究一個太陽之謎:為什麼太陽的日冕,即外層,比它的可見表面更熱。
而這是井上丹尼爾(Daniel K. Inouye)太陽望遠鏡迄今為止拍攝到的關於太陽表面的解析度最高的影象。不過到目前為止,我們仍然只看到了太陽的冰山一角。Inouye太陽望遠鏡於2012年開始建造。該望遠鏡於2019年12月10日拍攝了這張最新發布的影象,這是它的第一張工程影象,但該天文臺尚未完成。當時只有一個儀器,即可見寬頻成像儀(VBI)在使用,VBI可以拍攝太陽表面和低層大氣的高解析度影象。
天文臺的第二套儀器——可見光分光偏振計(VISP)於1月23日開始工作。就像稜鏡一樣,VISP可以將光分解成它的組成顏色,從而提供沿著多個波長的特性的精確測量。隨著這座13層建築的繼續施工,其餘的裝置將被啟用,並計劃於2020年7月開始全面執行。
首先捕捉到的光線影象是太陽的假彩色影象。由於某些建築仍在建設中,這些影象只進行了處理,沒有進行科學分析。然而,以前出現在太陽圖片上我們只能看到的單一亮點的磁性結構,現在已經可以看到幾個更小的結構,這意味著新的太陽望遠鏡的能力已經大大提高。
下一個被送到山頂的儀器將是低溫近紅外光譜偏振計,它將研究太陽大氣的紅外波長,以探測太陽日冕中的磁場。不久之後,衍射受限的近紅外光譜偏振計將問世,最終將使用光纖收集二維太陽影象中每個點的光譜資料,使其能夠同時測量空間和光譜資訊。最後一個儀器,可視可調濾光器,將捕捉到非常高解析度的太陽影象,同時對光線進行高速掃描,以識別原子和分子。
井上計劃執行44年,這將覆蓋太陽22年週期中的兩個週期。它的一系列工具可能會隨著時間的推移而改變。
太陽週期對我們的影響我們知道,太陽週期會有著太陽風的劇烈變化。太陽不斷地向四面八方的太空發射物質,這種持續的太陽風與地球磁場相互作用,造成了極光。其他爆發則更加具有研究價值。偶爾,太陽會噴出大量的等離子體和粒子,稱為日冕物質拋射(CMEs)。如果這些輻射到達地球,它們會影響衛星和電網,其中最強大的會導致停電。最著名的現代災難之一發生在1989年,當時一場地磁風暴襲擊了魁北克,導致加拿大全境停電9小時。根據不同的情況,研究已將大面積停電的成本從數百億美元提高到數萬億美元。
然而這種影響仍然在不斷加強,我們必須加強對這種活動的觀測。其影響可能很小,但卻是毀滅性的。2017年9月,當三股颶風席捲加勒比海時,太陽耀斑在地球Sunny照射的一側造成了多次無線電中斷。在這段危險的時間裡,多次無線電斷電導致通訊中斷,有時長達8個小時。地球上自然發生的事件和太陽上自然發生的事件加在一起,對我們的社會構成了更大的威脅。
井上望遠鏡可以讓天文學家更多地了解是什麼驅動了太空天氣。這種理解可能有助於加快對最極端事件的預測,幫助我們在危險情況下做出更快的反應。不過井上望遠鏡不會單獨行動,為了真正了解太空天氣的驅動力和影響,科學家需要使用兩種互補的方法,井上將進行第一次探測,對太陽的磁表面進行深入的觀測。第二種方法是將航天器發射到離太陽很近的地方。美國宇航局的帕克太陽探測器於2018年發射,將在距離太陽最近的時候到達400萬英里(600萬公里)以內。今年2月,美國國家航空航天局(NASA)和歐洲航天局(European Space Agency)將發射太陽軌道飛行器(Solar Orbiter),這是一項專門研究太陽日光層的任務。雖然井上將提供太陽磁場的詳細觀測,但太空任務可以把它的觀測與太陽活動和太陽天氣聯絡起來。
在未來的半個世紀裡,我們將對太陽有更進一步的了解!