星空有約丨世界首臺!AIMS望遠鏡突破太陽磁場測量難題-新華網
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2024 01/24 11:35:52
來源:新華社

星空有約丨世界首臺!AIMS望遠鏡突破太陽磁場測量難題

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  記者從青海冷湖天文觀測基地獲悉,世界首臺“用于太陽磁場精確測量的中紅外觀測係統”(簡稱AIMS望遠鏡)已實現核心科學目標——將向量磁場測量精度提高一個量級,實現了太陽磁場從“間接測量”到“直接測量”的跨越。

  AIMS望遠鏡是國家自然科學基金委員會支援的重大儀器專項(部委推薦)項目,落戶于平均海拔約4000米的青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖市冷湖鎮賽什騰山D平臺。

  據了解,經過5個多月的前期調試觀測,目前望遠鏡技術指標已滿足任務書要求,進入驗收準備階段。

  中國科學院國家天文臺懷柔太陽觀測基地總工程師王東光介紹,科學數據分析表明,AIMS望遠鏡首次以優于10高斯量級的精度開展太陽向量磁場精確測量。

  “這意味著AIMS望遠鏡利用超窄帶傅立葉光譜儀,在中紅外波段實現了直接測量塞曼裂距得到太陽磁場強度的預期目標,突破了太陽磁場測量百年歷史中的瓶頸問題,實現了太陽磁場從‘間接測量’到‘直接測量’的跨越。”王東光説,“塞曼裂距與波長的平方成正比,在AIMS望遠鏡之前,太陽磁場多在可見光或近紅外波段觀測,由于裂距很小,觀測儀器很難分辨。AIMS望遠鏡的工作波長為12.3微米,在同等磁場強度下,塞曼裂距增加幾百倍,使得‘直接測量’成為可能。”

  這是2023年4月8日拍攝的AIMS主體結構。新華社記者顧玲 攝

  AIMS望遠鏡是國際上第一臺專用于中紅外太陽磁場觀測的設備,將揭開太陽在中紅外波段的神秘面紗。

  “通過消除雜散光的光學設計和真空制冷等技術,我們解決了該波段紅外太陽觀測面臨的環境背景噪聲高、探測器性能下降等難題。”中科院國家天文臺高級工程師馮志偉介紹,紅外成像終端由紅外光學、焦平面陣列探測器和真空制冷三個係統組成,包括探測器晶片在內的所有部件均為國産。該終端係統主要用于8至10微米波段太陽單色成像觀測,從而研究太陽劇烈爆發過程中的物質和能量轉移機制。

  此外,AIMS望遠鏡也實現了中紅外太陽磁場測量相關技術和方法的突破,在國內首次實現中紅外太陽望遠鏡係統級偏振性能補償與定標,“望遠係統在中國天文觀測中首次採用離軸光學系統設計,焦面科學儀器除8至10微米的紅外單色像外,還配備了國際領先的高光譜分辨率紅外成像光譜儀和偏振測量係統。”王東光介紹,AIMS望遠鏡的研制,除了在太陽磁場精確測量方面起到引領作用外,也可在中紅外這一目前所知不多的波段上尋找新的科學機遇。

  AIMS望遠鏡科研團隊成員正在觀看電腦螢幕顯示出分裂的光譜。(受訪者供圖)

  據介紹,AIMS望遠鏡旨在通過提供更精確的太陽磁場和中紅外成像、光譜觀測數據,研究太陽磁場活動中磁能的産生、積累、觸發和能量釋放機制,研究耀斑等劇烈爆發過程中物質和能量的轉移過程,有望取得突破性的太陽物理研究成果。

  策劃:劉心惠

  記者:顧玲

  編輯:崇大海、朱舜

  新華社國內部、新華社青海分社聯合制作

  星空工作室 出品

【糾錯】 【責任編輯:邱麗芳】