人類是如何研究太陽的,這篇文章帶你一探究竟

2021-01-20 天文在線

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

對光學天文學做一個簡短的思考,你會想像其中的大多數都是發生在夜晚的。那不就是恆星和星系出來玩的時候嗎?好吧,這個假定至少犯了一個明顯的錯誤:地球碰巧與一個值得研究的恆星離得很近。它叫太陽,且只在白天出現。

我們喜歡接近太陽,因為它帶給我們能產生光的能量。但是同樣的能量也會對眼睛和儀器產生傷害。以下就是業餘愛好者和專業人士是如何安全地觀察這個離我們最近的恆星鄰居的。

業餘天文學

觀察太陽最安全的方法是將其投射到一個表面上。這樣一來,你將能夠看到巨大的太陽黑子,你也可以觀看恆星在日食中行進——如果你足夠幸運身處該地區的話。

《天空與望遠鏡》雜誌建議你這麼做:「在一張索引卡上用鉛筆尖戳一個小洞,將其面向太陽,然後在其陰影后面三到四英尺的地方手持第二張卡片。這個小洞將在下邊的那張卡上投射出太陽圓盤的一幅小圖像。」

2013年11月2日以色列上空日偏食達到頂峰。版權所有:Gadi Eidelheit。

如果你更喜歡直接觀測太陽,你必須保護好你的眼睛和設備(雙筒望遠鏡/單筒望遠鏡/相機),使之免於太陽直射。我們將再次向你推薦《天空與望遠鏡》雜誌,您可以從中獲取最佳專業知識,但總的來說,你要知道,你需要特殊的設備才能安全地進行操作。

專業天文學

地面上有許多更大的天文望遠鏡,這些望遠鏡通常配有特殊的濾光片,以遮住太陽光的有害部分。下面我們提供了一些示例,但我們確定你會舉出來自你自己社區的更多例子。

值得注意的是,專業天文學家使用多種工具來觀測太陽。他們可以檢查不同波長的光中的太陽,以查看其表面和日冕。他們可以使用光譜法觀察太陽不同部分產生的元素。他們可以使用雷達研究其輻射,或者使用聲學幹涉測量法等技術來研究其內部。

·美國國家太陽天文臺:該天文臺有兩個主要的光學設施,稱作鄧恩太陽望遠鏡(薩克拉門託山頂)、麥克梅斯-皮爾斯太陽望遠鏡(基特峰)。對公眾而言幸運的是,兩者都對遊客開放。天文臺也是全球日震觀測網的一部分,該計劃利用分布在世界各地的六個觀測站來觀測太陽內部的聲波。

·大熊湖太陽天文臺的新型太陽望遠鏡可以查看太陽上小至50英裡(80公裡)的特徵。它在2010年看到了「第一道光」,其口徑為1.6米,是當時最大的太陽望遠鏡。

·未來的觀測,就看4.24米井上建太陽望遠鏡和4米歐洲太陽望遠鏡了。

但我們得到的還不止這些。以下是在軌道上運行的太空望遠鏡的一些示例:

太陽和太陽圈探測器(NASA/SOHO)觀測到的太陽

太陽和太陽圈探測器(SOHO):美國國家航空航天局和歐洲航天局於1995年發射了這艘太空船,旨在研究太陽的內部,了解更多關於過熱的日冕或包圍太陽的外層的信息,並了解太陽風是如何產生的。它也是一個著名的彗星捕捉者和觀察者。

STEREO(日地關係天文臺):這兩艘孿生太空飛行器於2006年發射,位於地球軌道的不同位置:一個在前,一個在後。他們的目標是製作太陽的三維圖像,以改善太空天氣預報(特別是當太陽上的大型火山爆發可能會干擾地球通訊時)。截至2015年初,STEREO-B尚未與地球通信。

太陽動力學天文臺:於2010年發射,旨在了解為什麼太陽有11年的太陽周期,以及了解更多關於太陽磁場和能量的信息。最終的目標還是改善太空天氣預報。

我們在《天文在線》上寫了很多關於太陽天文臺的文章,包括地面和天基的。這裡有一篇關於STEREO太空飛行器在太陽上看到海嘯的文章。我們已經錄製了一段僅和太陽有關的天文節目,叫做太陽,黑子以及一切。

作者:Elizabeth Howell

FY:-禾子Mélodie

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