作者:甘晓 来源:中国科学报 发布时间:2012-8-31 7:48:51
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巨型望远镜有望解开太阳科学之谜
 
■本报记者 甘晓
 
正在召开的第28届国际天文学联合会大会上,大型太阳望远镜成了太阳物理领域的热门话题。8月24日,中国科学院云南天文台研究员、副台长刘忠在会上向国际同行介绍了中国巨型太阳望远镜计划,引起了广泛关注。
 
未来,中国将推动口径8米的巨型太阳望远镜建设,这只“大眼睛”的观测结果有望解开太阳的科学之谜。
 
太阳的未解之谜
 
在科学上,太阳还存在很多未解之谜。在天文学家看来,太阳是一个巨大磁球,对太阳磁场的测量是了解太阳的重要方式。不过,中国科学院国家天文台研究员、国家天文台怀柔基地主任兼总工程师邓元勇对《中国科学报》记者介绍,现有的观测方式还难以对太阳矢量磁场进行精确测量。
 
作为离地球最近的恒星,太阳的形成也是天文学家探讨的话题。不仅如此,太阳物理研究还能为恒星形成研究提供理论基础。在本届天文学大会上,“太阳发电机”机制受到了极大关注。
 
斯坦福大学汉森试验物理实验室高级研究员亚历山大·科索维杰夫对《中国科学报》记者说:“当年太阳天文学家提出的用于解释太阳电磁变化规律的模型,如今已被应用到所有恒星、星系及星际介质的电磁研究中。”
 
在他看来,更细致、更长时间的太阳观测是太阳物理未来发展的基础。
 
另外,预报太阳活动与人类社会也息息相关。1859年发生的一次较强太阳活动,造成当时电报系统出现混乱,被称为“卡灵顿事件”。如今,人造卫星、无线电通信、电力传输网络等设备的使用,都可能会受到太阳活动的影响。刘忠告诉《中国科学报》记者:“在准确预报太阳活动后,我们便可以对此有所防范,最大限度减少损失。”
 
追求高分辨率
 
科索维杰夫同时指出,高分辨率是太阳望远镜追寻的首要目标。
 
天文学研究中,望远镜往往在光线较弱的夜间对准天空。邓元勇说:“对于‘夜天文’望远镜,聚光能力通常是最重要的要求。”
 
扩大望远镜口径是提高聚光能力的重要手段,加之大口径还能提高望远镜分辨率,使观测结果更清晰,因此,大型望远镜常常出现在“夜天文”观测领域中,如美国、加拿大、中国等国家参与建设的“30米望远镜”。
 
不过,对于白天运行的太阳望远镜而言,阳光产生的热效应会影响观测的准确性,口径越大,热效应越严重。
 
那么,在提高分辨率和降低热效应之间如何平衡,便成了制造太阳望远镜最大的困难。
 
在现有理论框架下,太阳磁场的基本结构在70到100公里量级,1米口径光学望远镜的极限分辨率正好能够达到这个尺度。
 
所以,近年来世界运行情况良好的大型太阳望远镜直径都在1米左右。例如,直径为1米的“瑞典太阳望远镜”(SST)是当时欧洲最大的太阳望远镜。2008年,美国建成的“新太阳望远镜”(NST)直径为1.6米。
 
而位于我国云南抚仙湖的“新真空太阳望远镜”(NVST)由于其口径为1米,也称为“1米红外太阳望远镜”。据刘忠介绍,这台望远镜已进行了一年半的试运行,在高分辨成像方面达到了世界最高水平。
 
超前打造中国“梯队”
 
多年来,中国太阳物理研究水平一直位于世界先进行列。近年来,中国太阳物理学界开始推动一架口径8米的巨型太阳望远镜计划,邓元勇和刘忠便是该预研项目的两位主要推动者。
 
该望远镜主要侧重于红外波段及高分辨率、高磁场测量精度观测。“这是一架非常超前的太阳望远镜。”邓元勇指出,“目前还有许多技术难题正在攻关。”例如,针对大口径带来的热效应问题,一些学者提出改为环形镜面来解决。
 
尽管各个环节都有难度,邓元勇却充满期待:“建成后,这架巨型太阳望远镜将在性能上超越即将落户夏威夷的美国先进技术太阳望远镜(ATST)和正在讨论中的欧洲太阳望远镜(EST),成为世界上空间分辨率和偏振测量精度最高的太阳红外和光学望远镜。”
 
据悉,太阳望远镜大多在近水区域建成,如西班牙加那利群岛、美国大熊湖、夏威夷群岛及我国云南抚仙湖畔等。
 
刘忠透露,该项目已在我国川滇藏和西藏西南部选定了两块区域,但还需进一步考察气候条件。选址工作有望在2015年完成。
 
此外,邓元勇说:“我们还计划未来发射口径为1米的空间太阳望远镜。”届时,中国将以“一天一地”的高技术“梯队”参与世界太阳物理界的角逐。
 
《中国科学报》 (2012-08-31 A1 要闻)
 
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