最近剛剛發(fā)布的由美國(guó)科學(xué)基金會(huì)丹尼爾井上太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡(簡(jiǎn)稱“井上望遠(yuǎn)鏡”)拍攝的圖像,以前所未有的細(xì)節(jié)揭示了太陽(yáng)表面情況。井上望遠(yuǎn)鏡提供的首批圖像顯示了覆蓋整個(gè)太陽(yáng)、狂暴“沸騰”的等離子體。圖像中的細(xì)胞樣結(jié)構(gòu)(其中每個(gè)都與中國(guó)青海省面積相當(dāng))是狂暴運(yùn)動(dòng)的特征,這些運(yùn)動(dòng)把熱量從太陽(yáng)內(nèi)部轉(zhuǎn)運(yùn)到太陽(yáng)表面。炙熱的太陽(yáng)等離子體從“細(xì)胞”的明亮中心升起,降溫,然后在黑色路徑上沉降到太陽(yáng)表面下。這一過程被稱為“對(duì)流”。井上望遠(yuǎn)鏡將能繪制日冕(太陽(yáng)外層大氣,太陽(yáng)爆發(fā)發(fā)生地)內(nèi)部的磁地圖,為科學(xué)家更好地預(yù)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)提供幫助。太陽(yáng)活動(dòng)(也稱為太空天氣)會(huì)影響地球。太陽(yáng)上的磁暴會(huì)影響地面旅行,破壞衛(wèi)星通信,造成電網(wǎng)癱瘓。
太陽(yáng)是距離我們最近的恒星,也是一座極其巨大的核反應(yīng)堆,每秒燃燒氫燃料大約500萬噸,已經(jīng)燃燒了大約50億年,還將燃燒45億年。所有這些能量在各個(gè)方向輻射進(jìn)太空,其中極小一部分來到地球(從而成就了地球生命)。早在20世紀(jì)50年代,科學(xué)家就猜想到由太陽(yáng)發(fā)出的粒子流一太陽(yáng)風(fēng)會(huì)一直吹到太陽(yáng)系邊緣,并且斷定我們生活在太陽(yáng)大氣層以內(nèi)。但科學(xué)家一直以來對(duì)太陽(yáng)上的許多過程依然困惑。
太陽(yáng)等離子體的運(yùn)動(dòng)經(jīng)常會(huì)扭曲和纏結(jié)太陽(yáng)磁場(chǎng),扭曲的磁場(chǎng)可能會(huì)引發(fā)太陽(yáng)風(fēng)暴。井上望遠(yuǎn)鏡能以前所未有的精度測(cè)量、描述太陽(yáng)磁場(chǎng),包括磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向,由此確定災(zāi)難性太陽(yáng)活動(dòng)的原因。目前對(duì)可能影響地球的太陽(yáng)風(fēng)暴的提前預(yù)警時(shí)間大約為48分鐘,而井上望遠(yuǎn)鏡有望將這一時(shí)間提前到48小時(shí)。
為提高探測(cè)精確度。井上望遠(yuǎn)鏡的鏡面直徑達(dá)到了4米(它由此成為全球最大的太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡),而且該望遠(yuǎn)鏡位于海拔3000米以上的山頂。望遠(yuǎn)鏡鏡面聚焦太陽(yáng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多熱量,這些熱量必須被移除。專業(yè)化冷卻系統(tǒng)為該望遠(yuǎn)鏡提供熱保護(hù)。該系統(tǒng)有一部分為現(xiàn)場(chǎng)冷卻設(shè)施,另有12千米長(zhǎng)的冷卻劑輸送管道。該望遠(yuǎn)鏡所位于的天文臺(tái)頂部覆蓋降溫片,在提供蔭蔽和空氣循環(huán)的頂部百葉窗幫助下,讓望遠(yuǎn)鏡周圍溫度穩(wěn)定。高科技液冷器阻擋大部分太陽(yáng)光能量到達(dá)主鏡面,由此讓科學(xué)家能以空前的清晰度探索太陽(yáng)上的特定區(qū)域。井上望遠(yuǎn)鏡還采用高科技光學(xué)手段補(bǔ)償由地球大氣層造成的模糊。偏軸的鏡面設(shè)置能減少明亮的散射光,還有尖端系統(tǒng)精確聚焦望遠(yuǎn)鏡,能消除地球大氣層造成的扭曲。這些配置讓井上望遠(yuǎn)鏡成為目前最先進(jìn)的太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡。
井上望遠(yuǎn)鏡將與美國(guó)宇航局“帕克號(hào)”太陽(yáng)探測(cè)器(目前仍在環(huán)繞太陽(yáng))和美歐聯(lián)手、即將發(fā)射的太陽(yáng)軌道器合作,進(jìn)一步拓寬科學(xué)家的太陽(yáng)視野。在投入運(yùn)作后僅5年內(nèi),井上望遠(yuǎn)鏡將采集的太陽(yáng)信息量就相當(dāng)于自伽利略1612年首次把望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)以來人類所采集到的太陽(yáng)信息總量。