一項強大的新型光學系統拍下了迄今為止最清晰的日冕圖像,揭示了令人驚嘆的等離子體結構。
太陽外層大氣 —— 日冕 —— 是我們恒星的灼熱外層邊界,通常只有在罕見的日全食期間才能一窺真容。如今,得益于一項能消除大氣模糊的新型自適應光學系統,科學家們首次以空前清晰度觀測到了這片神秘區域,揭示了太陽表面纖細等離子體結構的精妙細節。
來自國家太陽天文臺和新澤西理工學院的研究團隊今日公布了這套系統,以及令人驚嘆的日冕新圖像與視頻。發表于《自然·天文學》的研究成果展示了日珥中的精細結構、被稱為針狀物的短暫等離子體噴流,甚至還有日冕雨 —— 冷卻的等離子體沿著太陽磁感線回落到太陽表面。
該團隊的成像突破依賴于一項名為“日冕自適應光學”的技術。這套昵稱"Cona"的新系統安裝在加州5.25英尺(1.6米)的古德太陽望遠鏡上,能以每秒2200次的頻率調整鏡面,修正地球大氣湍流造成的畸變。這項非凡技術抵消了望遠鏡可能出現的任何晃動,從而生成特別清晰的日冕圖像。
"這項技術進步具有顛覆性意義。"國家太陽天文臺自適應光學科學家、研究第一作者德克·施密特在新聞稿中表示,"當分辨率提升十倍時,將有無數新發現等待揭曉。"
新聞稿指出,此前太陽望遠鏡主要利用自適應光學技術研究太陽表面。觀測更暗弱的日冕始終面臨挑戰,日冕特征的模糊尺度達到621英里(1000公里) —— 這一限制已存在80年。但Cona系統現在能將分辨率提升至39英里(63公里),達到了古德望遠鏡的理論極限。
研究團隊拍攝的新影像包括實時重塑的螺旋日珥、表面閃爍的針狀物,以及寬度不足12.5英里(20公里)、發絲般纖細的日冕雨絲??紤]到太陽與地球的距離、日冕相對于恒星其他部位的暗弱程度,以及研究團隊需要穿透和校正的地球湍流大氣層數量,這些圖像的清晰度堪稱重大突破。
"這項可能被全球天文臺采用的變革性技術,將重塑地基太陽天文學研究。"論文合著者、新澤西理工學院物理學家菲利普·古德在同一新聞稿中表示,"隨著日冕自適應光學系統投入運行,這標志著太陽物理學新紀元的開啟,未來數十年必將帶來更多發現。"
這些觀測數據為破解長期困擾學界的太陽之謎 —— 例如為何日冕溫度比太陽表面高出數百萬度 —— 提供了關鍵線索。
研究團隊計劃將日冕自適應光學技術應用于夏威夷13英尺(4米)口徑的丹尼爾·井上太陽望遠鏡,或將揭示太陽大氣層更精微的細節。
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