追日問天|看科研望遠鏡如何觀測太陽_風聞
中国科学院国家天文台-中国科学院国家天文台官方账号-发布科研成果,普及天文知识2020-09-21 13:32
今年6月21日的日環食期間,我們向大家介紹了手機如何拍太陽,以及更加專業的相機和望遠鏡如何拍太陽的方法。
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2)日環食拍攝② | 拿起相機和望遠鏡 挑戰更專業的拍攝方法
今天我們來向大家揭秘天文科研望遠鏡是如何觀測太陽的。
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中國科學院國家天文台懷柔太陽觀測基地,坐落於環境優美的懷柔水庫北岸,距離北京市中心約60公里,是國際著名的太陽磁場觀測台站之一。歷經30多年的不懈努力,創始人艾國祥院士和諸多天文學家們一起,將此基地建設成了國際太陽物理觀測研究的前沿機構。
在懷柔太陽觀測基地,安裝有國際先進水平的全日面太陽磁場望遠鏡和多通道太陽望遠鏡,天文學家們觀測着太陽的一舉一動,實現着人類的“追日”夢想。那麼,這兩個巨大的望遠鏡是如何工作的?觀測太陽對於我們的現實生活有哪些幫助呢?帶着這個疑問,讓我們一起走進懷柔太陽觀測基地一探究竟。
在懷柔觀測基地,有兩台觀測設備,一台是多通道太陽磁場望遠鏡,一台是全日面太陽光學和磁場監測望遠鏡。多通道太陽磁場望遠鏡安裝在太陽觀測塔頂部。適合觀測的日子,觀測人員都會開啓望遠鏡的圓頂,對太陽進行觀測。它帶有五個不同功能的子望遠鏡,統一組裝在一個望遠鏡跟蹤系統上,能夠精確的跟蹤太陽運行。
其中,主力望遠鏡是口徑35cm的太陽磁場望遠鏡,它能獲取5324埃的太陽光球,和4861埃的色球的矢量磁場及視線速度場數據。另一台是口徑60cm的三通道太陽磁場望遠鏡,用於同時觀測5247埃、5250埃和5173埃的太陽單色像和磁場信息。太陽望遠鏡的主體結構用於獲取太陽圖像,而接收端則用於採集圖像信號,通過計算機處理,得到觀測數據,進而得到所需要的太陽圖像。
多通道望遠鏡的觀測視場很小,只能觀測到太陽的局部像,因此,在開啓圓頂後,觀測員首先會分區域將太陽全日面掃描一遍,找到存在活動區的區域,隨後,他們會着重關注這些區域。
與多通道望遠鏡相同,不遠位置的小圓頂,也同樣隨着太陽日出而作。在小圓頂裏,安裝着全日面太陽光學和磁場監測望遠鏡,不同的是,多通道望遠鏡觀測太陽的局部像,它則觀測太陽的全日面像。
這個望遠鏡包括兩個子望遠鏡,一個是口徑10cm的磁場望遠鏡,用於觀測5324埃的全日面矢量磁場。另一個是口徑20cm的色球望遠鏡,它可獲取色球6562.8埃的全日面單色像。
這台望遠鏡建於2006年,它在全世界第一次發佈了全日面的光球矢量磁場觀測數據,也是我國空間環境監測預警系統的骨幹設備。
同樣的,這台望遠鏡的自動化程度也很高,觀測員在跟蹤到太陽之後,運行設計好的程序,就能拍攝並觀測全日面的光球矢量磁場和色球單色像。。
今年的6月21日,我國發生了一次日食,懷柔太陽觀測基地位於偏食帶上,利用全日面太陽活動監測望遠鏡成功觀測了日偏食的整個過程。這次觀測使用的就是20cm色球望遠鏡。
懷柔太陽觀測基地兼具着科研價值和社會價值。由於太陽劇烈活動是災害性空間天氣事件的源頭,因此太陽物理的觀測研究具有重要的社會意義。研究太陽不僅對科研有價值,同時,它也指導着我們的生產和生活。相信很多同學都對觀測太陽都有濃厚的興趣,希望有一天你也可以成為我們的一員,一起來到懷柔湖畔“追日”吧。