世界上最大天文望遠鏡的第一道曙光

2020-09-18 天文在線

你真的見過太陽嗎？井上健的第一道曙光，讓你知道太陽最細小的秘密。

井上建太陽望遠鏡拍攝了第一張太陽的照片。一張充滿了前所未有的細節的照片，清晰地展現出太陽表面沸騰的氣體。科學研究將在今年晚些時候開始。

井上建太陽望遠鏡以789nm精細度抓拍了這張太陽表面的照片。圖中的光線實際上是深紅色，但圖片的顏色為提每一個像素光的強度而改變了。我們第一次可以看到小到30km的細節。太陽的表面布滿了對流單體，每一個都有德克薩斯州那麼大，這是沸騰的等離子體將熱傳送到表面的地方。這張圖象的邊長為51角分，或者說是36500km。NSO / NSF / AURA

井上建望遠鏡在哈雷阿卡拉，夏威夷建立，見到了第一道曙光。以上的圖片是由可見寬頻成像器所拍攝（VBI）的，以前所未有的細節展示了太陽沸騰的表面。

對流單體，又稱太陽米粒組織，一個大約有德克薩斯州的面積。每一個單體之中的運動於燒開的熱水很像，等離子體在每一個單體的中心湧出，在達到表面後冷卻，然後在邊緣下沉。在這個過程中，每一個米粒組織將熱量（和磁場）從太陽的深處傳送到外部的大氣層，又稱日冕。

VBI的16兆像素照相機可以分析小到25km的特徵，這給了天文學家分析太陽表面曼哈頓大小的特徵的能力。「我們對分析太陽系中最大的物體上最小的細節非常激動。」託馬斯·裡梅勒，井上建望遠鏡主任，說道。

在這張放大了的圖片中，我們能看到炙熱的等離子體從每一個對流單體的中心升起（白色）。在等離子體的溫度降低之後，它們會順著單體的四周下沉（深色）。在這些深色的區域，我們還可以以前所未有的細節看到白色的磁場記號在，專家認為這些亮點是能量到達太陽外層（日冕）的通道。這張圖片包含了11角秒的邊長，或者說是8200千米，像以上的圖片一樣，這是一張789nm精細度的色彩化黑白照片。NSO / NSF / AURA

「第一張出現在屏幕上的圖片超過了我的預期。」裡梅勒說，「有人說他們從來沒有見過我像那一刻那樣開心。」

井上建時間線

這張在2019年十二月拍攝的第一道曙光開啟了一場馬拉松的最後衝刺。井上建在近十年之前的12月12日2012年開始，如今只有一段時間，很可能在2020年的7月，井上建才能全部投入使用。雖然VBI系統已經完善，一些其他部件仍需要調試。

但關於井上建的工作永遠不會停止，觀測站會在井上建所預測的44年壽命之間不停地完善它，因為新技術的不斷誕生，取代過時的舊技術，使得井上建一直處於行業的領先狀態。

井上建太陽望遠鏡
美國國家太陽天文臺 / AURA / NSF

在井上建漫長的一生之中，它會目睹四個太陽周期，每十一年，太陽的磁場會經歷一系列的陰晴圓缺。井上建將在太陽完成第25個周期時開始工作。

解開日冕的真實面目

直到現在，地面上的天文望遠鏡只能觀測到太陽雄偉冰山的一角。太陽發射出的強光通常會將日冕隱藏起來，除了在日食發生的時候。在日食發生的時候，可以觀測到白光從非常炙熱的等離子體釋放出來，像是給太陽帶上了一道冠冕。

有了井上建的能力，天文學家可以不僅僅拍攝下日冕的照片，還可以測量在外流的等離子體中翻滾跳躍的磁感線。「磁場是最重要的，」裡梅勒說，就等井上建「揭開太陽最大的謎團，我們不僅僅可以清晰地從93英裡看到這些細小的結構（太陽米粒），還可以測量太陽表面磁場的強度和方向，並且在一百萬度的日冕之中追蹤磁場的任何變化。

井上建四米的鏡子讓天文學家可以採集廣面的陽光，為了精準的成像與採集其他和NASA的派克太陽探測器（目前正在進行第四周近日循環），與歐空局的太陽軌道飛行器（二月六日發射）相輔相成的數據。

成為焦點

抓拍到第一道曙光並不是容易事，在井上建收集陽光時，它還同時收集到了許多熱量。如果你曾嘗試過用放大鏡點燃引火物，那你知道集中光束的強大，那現在想像你的放大鏡有四米的直徑！

降低井上建收集到的熱量需要一些巧妙的工程設計。主鏡本身有一套冷卻系統來保護表面。在主鏡將太陽光聚焦之後，光束會遇到一道熱光欄，一道液態冷卻的金屬空心環。它可以在光束達到次鏡之前阻隔陽光95%的熱量。熱光欄還起到了視野欄的作用，將望遠鏡的視野收縮到5角分直徑的圓中。

建造熱光欄的工程師們也遇到了一些阻隔，所以用來拍下第一張照片的熱光欄是一=臨時的，需要一些望遠鏡角度的限制。「我們正在研究一款不需要望遠鏡角度限制的熱光欄，」裡梅勒說，「研究已在進行，會在井上健完成之前完成。」

在熱光欄與次鏡之後，強度極減的光束將遇到一個直徑只有200毫米的可變形鏡子，鏡子後面裝備了1600個催動器來幫助鏡子變形。這面鏡子是一道反饋系統的一部分，這樣可以減少陽光在通過大氣層時的「閃爍」。

在這次校正後，這束陽光會被反射到庫達實驗室（井上健的旋轉實驗室），一個150噸，旋轉的淨室，它包含了各種科學儀器來研究陽光，收集數據。這些儀器預期將會每天產出9太字節，給我們提供一個從未見過的太陽。

作者：MONICA YOUNG

FY：MJR

如有相關內容侵權，請於三十日以內聯繫作者刪除

轉載還請取得授權，並注意保持完整性和註明出處

相關焦點

  • 世界上最大天文望遠鏡的第一道曙光
    井上健的第一道曙光，讓你知道太陽最細小的秘密。井上建太陽望遠鏡拍攝了第一張太陽的照片。一張充滿了前所未有的細節的照片，清晰地展現出太陽表面沸騰的氣體。科學研究將在今年晚些時候開始。井上建太陽望遠鏡以789nm精細度抓拍了這張太陽表面的照片。圖中的光線實際上是深紅色，但圖片的顏色為提每一個像素光的強度而改變了。我們第一次可以看到小到30km的細節。
  • 解密在建世界最大天文望遠鏡 清晰度是哈勃十倍
    近日，負責該項目的美國天文學家戈登·斯韋爾斯做客由南方都市報和廣東科學中心聯合主辦的小谷圍科學講壇，介紹這隻神秘巨眼可能窺探到的世界。　　清晰度是哈勃望遠鏡的十倍　　斯韋爾斯說，天文望遠鏡是人們直接觀察宇宙的唯一手段，400年前伽利略就用天文望遠鏡觀察到很多人類從來沒有看到過的東西，隨著望遠鏡的發展，模糊的宇宙逐漸清晰。
  • 世界最大天文望遠鏡拍攝的第一張照片
    >　　　　圖註：這是位於美國亞利桑那州葛理翰山大學國際天文臺天文望遠鏡拍到的第一張宇宙天體圖片它是目前世界上最大的雙目光學天文望遠鏡。　　據外電報導，日前，位於美國亞利桑那州葛理翰山上的世界最大的雙目光學天文望遠鏡已投入使用。科學家公布了第一張這個天文望遠鏡所拍攝到的一個距離地球1.02億光年的螺旋星系照片。
  • 世界上最大的天文望遠鏡,位於貴州平塘縣大窩凼窪地
    在貴州省的黔南州平塘縣的大窩凼窪地建有一座世界上最大的天文望遠鏡，這一座天文望遠鏡又稱之為中國的「天眼」。來到貴州的朋友都知道貴州的山脈地形很多都是以高低起伏大而著稱，不過這個天文望遠鏡為啥會建設在這個地方，那就從貴州的地形地貌說起了，不過貴州南部喀斯特窪地的獨特地形條件也是建設天文望遠鏡的最主要原因。
  • 最大天文望遠鏡揭秘
    自從伽利略將望遠鏡攝向茫茫太空，人們對宇宙的認識不斷加深。目前，中國正在參與建設一個直徑達30米的天文望遠鏡，如同一隻巨眼，探索宇宙的秘密。它會給我們帶來什麼驚喜?是否會顛覆我們對宇宙的認識?近日，負責該項目的美國天文學家戈登·斯韋爾斯做客由南方都市報和廣東科學中心聯合主辦的小谷圍科學講壇，介紹這隻神秘巨眼可能窺探到的世界。
  • 世界最大射電天文望遠鏡(組圖)
    「平方公裡陣列」組織宣布澳大利亞，紐西蘭，南非三國將聯合建造世界最大射電天文望遠鏡。天文學家表示，建造費用達到20億美元的「平方公裡陣列」射電天文望遠鏡精確度將比現有射電天文望遠鏡高50倍，速度提升10000倍。研究者希望該望遠鏡可以幫助解決天體物理學中的重大問題。
  • 世界最大天文望遠鏡紮根智利
    據英國廣播公司（BBC）4月26日報導，總部位於德國慕尼黑的歐洲南方天文臺宣布，該天文臺決定耗資10億歐元，在智利北部阿塔卡馬沙漠一座海拔3060米的山上，建造迄今世界最大的光學天文望遠鏡（E－ELT），科學家希望藉助「這隻世界上最大的眼睛」，看到更多宇宙奧秘。
  • 世界各地天文望遠鏡大全(上)
    現在人們用的折射式望遠鏡還是這兩種形式，天文望遠鏡是採用克卜勒式。先從第一部天文望遠鏡 伽利略的望遠鏡 說起伽利略的望遠鏡    ：這是1609年伽利略親手製作的第一臺天文望遠鏡，口徑4.4釐米，折射式。放大倍數約１０倍，現藏於義大利佛羅倫斯博物館。
  • 貴州建成世界最大口徑天文望遠鏡
    500米口徑球面射電望遠鏡，簡稱FAST，是2012年為止建設的世界最大口徑天文望遠鏡，建設臺址位於貴州省平塘縣的喀斯特窪地，主要用於天文觀測與研究等領域，預計2016年建成，建成後將領先國際技術水平二、三十年，為提高中國天文學領域研究水平和國際地位具有重大意義。
  • 全世界最大的天文望遠鏡 真在中國?-天文,望遠鏡,射電,FAST,世界最...
    ——天文望遠鏡快速分類法世界最大的球面射電望遠鏡，FAST當之無愧。然而，去掉前綴，它是不是世界最大的望遠鏡呢？如果你上網搜索一下，可能會發現，這個百科說：最大的在西班牙，直徑10米。那個媒體說，最大的在智利，正在建，直徑39米。還有的說，最大的在俄羅斯，直徑576米。
  • 史上最大的天文望遠鏡:哈勃望遠鏡
    史上最大的天文望遠鏡：哈勃望遠鏡最大的天文望遠鏡遙遠的古代,人們用肉眼來觀察宇宙,能足度相當有限。後來,天文望遠鏡幫助天文學家們獲得了一批又一批寶貴的觀測資料、使人們能更加深人地探索宇宙。隨著人們探素欲望的不斷增強、天文望遠鏡也是越做越大。
  • 世界最大口徑射電天文望遠鏡裝上第一根主索
    原標題：世界最大口徑射電天文望遠鏡裝上第一根主索 　　正在建設的500米口徑球面射電天文望遠鏡（7月16日攝）。新華社記者 金立旺攝 （FAST工程團隊提供） 　　記者從中科院國家天文臺獲悉，17日上午，隨著第一根主索的安裝，500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）的反射面索網製造與安裝工程正式步入實施階段。 　　FAST是由中國天文學家提出建造的世界最大的單口徑射電望遠鏡——500米口徑球面射電天文望遠鏡。它坐落在貴州省黔南州平塘縣克度鎮金科村的「大窩凼」窪地，於2011年3月正式開工建設。
  • 我國建成世界上最大口徑的大視場光學天文望遠鏡
    時間：2009-06-05 03:41來源：山西新聞網 山西日報　進入論壇　手機讀報　　據新華社河北興隆6月4日電（記者吳晶晶）目前國際上口徑最大的大視場望遠鏡、國家重大科學工程——大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡（LAMOST）項目4日在中國科學院國家天文臺興隆觀測基地通過國家竣工驗收。
  • 韓國研製出世界上第一臺微鏡陣列天文望遠鏡
    韓國研製出世界上第一臺微鏡陣列天文望遠鏡  央視國際 www.cctv.com　　2007年01月18日 09:54 來源：新華社     韓國梨花女子大學研究人員日前宣布，他們研製出了世界上第一臺用於觀測高空向上閃電的微鏡陣列天文望遠鏡。
  • 世界第一 華北院參與設計的世界第一大天文望遠鏡火了!
    一夜之間，FAST火遍中國小顧為您整理關於FAST你不知道的事7月3日上午10時許，在貴州省黔南布依族自治州州平塘縣克度鎮金科村「大窩凼」窪地，隨著中國科學院國家天文臺臺長嚴俊一聲令下，由中電工程華北院參與設計的世界最大單口徑望遠鏡——500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）的最後一塊反射面單元在隆隆的鞭炮聲中緩緩起吊
  • 世界最大口徑 射電天文望遠鏡裝上第一根主索
    原標題：世界最大口徑射電天文望遠鏡裝上第一根主索 　　正在建設的500米口徑球面射電天文望遠鏡（7月16日攝）。（FAST工程團隊提供） 　　 記者從中科院國家天文臺獲悉，17日上午，隨著第一根主索的安裝，500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）的反射面索網製造與安裝工程正式步入實施階段。 　　FAST是由中國天文學家提出建造的世界最大的單口徑射電望遠鏡——500米口徑球面射電天文望遠鏡。它坐落在貴州省黔南州平塘縣克度鎮金科村的「大窩凼」窪地，於2011年3月正式開工建設。
  • 貴州世界最大天文望遠鏡主體合龍
    經過5年的艱苦努力，2013年的最後一天，位於貴州省平塘縣的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）主體圈梁合龍，這標誌著世界最大的天文望遠鏡全面進入設備安裝階段。1995年，我國天文學家提出了在喀斯特窪地中建造500米口徑球面射電望遠鏡的設想，並選址於貴州省黔南州平塘縣的大窩凼窪地。
  • 世界天文望遠鏡盤點,貴州的這個口徑最大,前途無量
    這四項發現都與射電望遠鏡有關。拓展眼界、探知秘密，這是人類追求更大更強天文望遠鏡的原因。今年來我國陸續建成了6座射電望遠鏡。而未來還將建設更多。下面就來盤點那些讓世界震驚的射電望遠鏡。綠岸望遠鏡美國國家射電天文臺是美國國家科學基金會資助的從事射電天文研究的機構，總部位於維吉尼亞大學，在位於西維吉尼亞州綠岸的國家無線電寧靜區內建有世界最大的全可動射電望遠鏡——100米口徑的綠岸望遠鏡。
  • 歐洲將配備兩臺世界最大射電天文望遠鏡
    據法國《宇宙星空》雜誌報導，繼10年前在智利北部的阿塔卡馬沙漠安裝了第一臺巨型天文望遠鏡VLT之後，歐洲天文界正在加緊製造巨型天文望遠鏡ALMA（Atacama Large Millimeter Array），同時另一臺ELT（European Extremely
  • 歐洲正式批准建造世界最大天文望遠鏡(2014-12-06 08:05:00)
    據新華社柏林12月4日電（記者班瑋）總部設在德國慕尼黑的歐洲南方天文臺