太陽表面高清特寫：表面如熔化的黃金，太陽黑子猶如地獄入口

2020-09-06 八兩科學

　　在過去千百年裡，人類只能用肉眼觀看宇宙。不過隨著光學望遠鏡的出現，一下子開拓了天文學家們的眼界，對宇宙的看法也隨著不斷的觀測有了更深的認識。儘管人類通過望遠鏡看到太空更遠的地方，依舊對距離地球1.5億公裡遠的太陽表面是什麼樣還是不清楚。繼美國夏威夷井上健太陽望遠鏡（DKIST）在年初捕獲到太陽表面清晰細節後，歐洲最大的望遠鏡在7月份捕獲到了太陽黑子的高解析度圖像，但圖像讓人覺得甚是恐怖。

　　據悉，來自德國的科學家團隊利用位於西班牙泰德天文臺的格雷戈爾太陽望遠鏡（GREGOR，歐洲最大太陽望遠鏡）對準太陽進行了前所未有的觀測，獲得了太陽表面複雜結構的高清晰度圖像，包括太陽黑子和太陽等離子體的一些細節。

　　從發布的兩張圖片：一張是望遠鏡在516納米波長下太陽磁場的複雜結構圖，這圖其實和夏威夷望遠鏡拍到的太陽表面類似，都是如同熔化的黃金一般，但那畫面中如細胞狀的每一格面積就相當於美國德州；另一張則是望遠鏡在430納米波長下的太陽黑子。就畫面來看，這太陽黑子如同在用顯微鏡在看某種生物的恐怖大嘴（皺囊蟲？七鰓鰻？），還是地獄的入口？想想都讓人有些毛骨悚然。

　　之所以這個太陽望遠鏡能捕獲到太陽表面如此驚人的細節，得益於團隊對望遠鏡的升級。望遠鏡是非常複雜的光學系統，包括鏡子、透鏡、玻璃立方體、濾光片和其他光學元件。如果其中一個元件不完美，則整個系統的性能將受到影響。這類似於戴錯眼鏡，導致視力模糊。但與眼鏡不同，要檢測望遠鏡中的哪些元素可能會引起問題是非常困難的。

　　為此德國團隊花費了一年的時間來找出了一些問題，並用重建光學模型來解決問題。比如散光就是光學領域的常見問題之一，它不僅會影響人的30-60％視力，還會影響更複雜的望遠鏡。團隊為糾正這個問題，創建了複雜的離軸拋物線鏡，並將其打磨到6納米的精度，約為人類頭髮直徑的1/10000。最後在2020年3月份完成瞭望遠鏡的升級，升級後的望遠鏡可以拍攝太陽表面50公裡的細節，相當於從1公裡外的地方拍足球場上的一根針。因後來暴風雪的影響，團隊未能第一時間觀測太陽，直到7月西班牙重新開放。

　　特內裡費德國太陽望遠鏡負責人露西亞·克萊因特(Lucia Kleint)博士表示：「這是一個非常令人興奮但又極具挑戰性的項目。因為這種望遠鏡的升級通常需要數年時間，但是出色的團隊合作和精心的計劃取得了成功。相信有了更強大的工具，我們能更快解決太陽上的難題，如太陽黑子、太陽耀斑和太陽磁場等等。」

　　其實早在公元前5世紀，我國古人就通過觀察早晨或黃昏的太陽，用肉眼觀察到太陽黑子的存在。如《淮南子·精神訓》中有「日中有踆烏」、《論衡·說日篇》有「日中有三足烏」，這裡所指的「烏」就是太陽黑子。後來直到伽利略發明望遠鏡後，科學家對太陽黑子才開始有完整的記錄，但至今關於太陽黑子的成因也知之甚少。

　　另外太陽黑子表現出比周圍光球層要暗淡（黑），是因為其溫度相對較低。光球層的溫度大約為5800度，而太陽黑子的中心溫度相對要低1500度左右，所以存在太陽黑子的區域看起來黑暗。但假如將太陽的光球層去掉，只留下太陽黑子，它們發出的光芒也比滿月時還亮。

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