【doc】显微镜下的太阳物理学——中国空间太阳望远镜

【doc】显微镜下的太阳物理学——中国空间太阳望远镜 显微镜下的太阳物理学——中国空间太阳 望远镜 18《太空探索》2004年第8期 太阳物理研究:"想说爱 你不是一件容易的事" 太『5?是离我们最近的一颠恒星. 也是唯一一颗可以进行详细观删的 恒里太阳每天发射出的光和热勾 我们提供着人类赖生存的能褫, 太阳L一个小小的风暴1I1冕物质 抛射】也可能弓l起地球外宰间的强 }=_!{磁暴fE【是,就是这样一颧与我f『】 朝夕相处的阳.却矜持地向我们 掩饰着她内心最椿处的秘亩,即苻 请多太l5ll构理学家近年的努力后. 仍有许多尚未解决的问题. 最臭名昭着的要微"13冕加 热删题了自从上个世纪30年代 通过光谱观测发现?冕具有上自万 度高温以来,如此稀薄的太阳日冕 为什么能维持如此高的温鹰这一问 题牵扯了无数太阳物理学家的神 经.尽管许多可能的解释被提出. 但到目前为止,并没有一个让^完 垒信服的模做接受. 太活动嗣现象被现测也由来 已九我们知道太阳的黑子数每11 年有一周期性变化.从太阳活动低 年的几乎没有,到太阳活动高年的 上芒『个t同时,黑子出现的位置电有 周期性变化.开始n,HH现征纬度3O 度左右,之后向太阳赤道移动这些 部现在太阿牛轩理学家称为蝴蝶 图的观测巾.虽然一些太阳发电 机"模型能大体解释一些太阳活动 周现象.但是其中一具体问靼还 使科举家仃J无法自信地宜称太阳活 动周问题已得到解决尼其是到目 前为d:,我们还不能准确地预报下 一 个话动周内将会m现的状况. 2f)世纪7O年代发现的日冕物质 抛射为太阳家旗增添r一个新的来 解之涟人们现侧到大量的起源干 k阳低层日冕的1暂质以平均每秒儿 百千米的速度被抛出日冕.部分这 些物喷甚至会经历H地之间漫长的 旅行,而到达地球外层大气.从而对 地球的电离层和通讯造成影响.尽 管到目前为止,科学家们已对上万 个H冕物质抛射进行r现洲,但对 其到底为何发生以及何时会发生, 仍没有一个完蝰,准确的把握 圜 反映太阳盾动周现象的"蝴蚌E围 ???????????-I一.??_-??, 口国家零又台张枚 中国空间太阳望远镜 显微镜下的太阻物理卓 由此可见,太阳物理研究中存在 着许多长久未解决的问题.这主要是 由于我们对太阳的观测已积累了相当 丰富的资料,因此任何理论和模型要 想成立,都必须解决和解释众多的, 纷杂的观测现象.那么,出路究竟在 哪儿呢?也许,观测被认为是太阳磁 场构件的"基本磁元"是出路之一. 空间科学:"掀起你的面纱来" "基本磁元"是指太阳物理学家 认为的组成太阳磁场的,不可再分 的基本磁场构件,有些类似于原子 在物质组成中的地位.对原子和元 素周期表的了解大大增强了我们对 巾 角秒左右.因此,我们只能借助于将 望远镜发射到地球大气外的空间进 行观测,以求得到高分辨率的观测 资料.当然,最近发展起来的主动光 学技术,在配合大型计算机使用的 情况下,有可能部分克服大气抖动 的影响,从而达到提高地面观测分 辨率的目的.这方面的研究目前尚 处于研制,开发阶段,将不作为本文 的阐述内容. 空间观测的好处不仅在于提高了 观测的空间分辨率,同时由于不再有 地球大气的消光作用,观测的灵敏度 也能大幅度地提高.这些就如"掀起 物质各种各样化学性质的了解,也 许,与此相类似,对"基本磁元"的 了解,将帮助我们了解纷杂的太阳 物理现象,从而使各种物理现象在 一 个更本质的层次上得到统一. 但是,观测"基本磁元"需要极 高的空间分辨率.例如,理论估计磁 元的大小在0.1角秒左右,这使得在 地面观测"基本磁元"基本成为不可 能.由于地球大气的不断抖动,使地 面观测的空间分辨率限制在l,2个 板 了你的面纱来",能够让我们把太阳 看得更"真真切切,明明白白".当然, 空间望远镜的制作具有相当的难度, 所以我们也不是能一蹴而就地直接进 行0.1角秒量级的观测.从国际空间太 阳望远镜的发展来看,也是经历了一 个从9o年代初,日本阳光卫星的2.5 角秒量级的观测,到1995年上天的 SOHO卫星的1.8角秒分辨率观测,再 到1998年发射的TRACE~星的0.5角 秒高分辨率观测,这样一个发展的过 ? 中国航天? 程.值得欣慰的是,随着空间观测的 时间分辨率和空间分辨率的不断提 高,越来越多韵物理现象被我们"捕 捉"和了解,太阳物理研究正在进入 其黄金阶段. 中国空间太阳望远镜: 解谜之行? 解开"磁元之谜",乃至诸多 太阳物理之谜的关键一举,也许 就在中国的空间太阳望远镜 (SST)上.SST是中国科学院国家 天文台艾国祥院士提出的,用于 观测太阳磁元精细结构的空间望 远镜.SST的主要负载是一个l米 口径的光学望远镜,用于观测太 阳光球层的矢量磁场.SST的0.05 角秒的高空间分辨率将使太阳矢 量磁场的观测达到国际上前所未 有的精细程度.同时,SST的8个 通道同时观测也将使观测的时间 分辨率大大提高.如此高时间分 辨率和高空间分辨率的观测,将 使我们对太阳上的诸多基本物理 现象,如太阳活动磁场变化,太阳 耀斑的积蓄和爆发过程,日冕物 质抛射,太阳风的形成等等,有更 深入和更本质的了解,并可能取 得太阳物理学上的重大突破.卫 星总质量达2吨,是目前世界上最 大的热光学望远镜.它将由长征 四号乙型火箭发射,在距地709千 米的太阳同步轨道上以始终指向 太阳的姿态运行.在3年寿命期 间,实行24小时连续工作.中国 科学院国家天文台自l992年起就 一 直致力于"空间太阳望远镜"的 研究,已建立了一些相关的实验 室,并做了大量的技术攻关工作. 两块l米口径的光学镜片已制作成 功,正在进行组装,调试.我们期 待着SST的成功发射,期待着其为 中国天文学乃至世界太阳物理学, 翻开新的一页. 《太空探索》2004年第8期?19