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世界首台!AIMS望遠鏡突破太陽磁場測量難題

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2024-01-25 10:42 | 稿件來源:香港新聞網

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香港新聞網1月25日電 據青海冷湖天文觀測基地消息,世界首台“用於太陽磁場精確測量的中紅外觀測系統”(簡稱AIMS望遠鏡)已實現核心科學目標——將矢量磁場測量精度提高一個量級,實現了太陽磁場從“間接測量”到“直接測量”的跨越。

AIMS望遠鏡是中國國家自然科學基金委員會支持的重大儀器專項(部委推薦)項目,落戶於平均海拔約4000米的青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖市冷湖鎮賽什騰山D平台。

據了解,經過5個多月的前期調試觀測,目前望遠鏡技術指標已滿足任務書要求,進入驗收準備階段。

中國科學院國家天文台懷柔太陽觀測基地總工程師王東光介紹,科學數據分析表明,AIMS望遠鏡首次以優於10高斯量級的精度開展太陽矢量磁場精確測量。

“這意味著AIMS望遠鏡利用超窄帶傅立葉光譜儀,在中紅外波段實現了直接測量塞曼裂距得到太陽磁場強度的預期目標,突破了太陽磁場測量百年歷史中的瓶頸問題,實現了太陽磁場從‘間接測量’到‘直接測量’的跨越。”王東光說,“塞曼裂距與波長的平方成正比,在AIMS望遠鏡之前,太陽磁場多在可見光或近紅外波段觀測,由於裂距很小,觀測儀器很難分辨。AIMS望遠鏡的工作波長為12.3微米,在同等磁場強度下,塞曼裂距增加幾百倍,使得‘直接測量’成為可能。”

這是2023年4月8日拍攝的AIMS主體結構。新華社記者 顧玲 攝

AIMS望遠鏡是國際上第一台專用於中紅外太陽磁場觀測的設備,將揭開太陽在中紅外波段的神秘面紗。

“通過消除雜散光的光學設計和真空制冷等技術,我們解決了該波段紅外太陽觀測面臨的環境背景噪聲高、探測器性能下降等難題。”中科院國家天文台高級工程師馮志偉介紹,紅外成像終端由紅外光學、焦平面陣列探測器和真空制冷三個系統組成,包括探測器芯片在內的所有部件均為國產。該終端系統主要用於8至10微米波段太陽單色成像觀測,從而研究太陽劇烈爆發過程中的物質和能量轉移機制。

此外,AIMS望遠鏡也實現了中紅外太陽磁場測量相關技術和方法的突破,在國內首次實現中紅外太陽望遠鏡系統級偏振性能補償與定標,“望遠系統在中國天文觀測中首次採用離軸光學系統設計,焦面科學儀器除8至10微米的紅外單色像外,還配備了國際領先的高光譜分辨率紅外成像光譜儀和偏振測量系統。”王東光介紹,AIMS望遠鏡的研製,除了在太陽磁場精確測量方面起到引領作用外,也可在中紅外這一目前所知不多的波段上尋找新的科學機遇。

AIMS望遠鏡科研團隊成員正在觀看電腦屏幕顯示出分裂的光譜。

據介紹,AIMS望遠鏡旨在通過提供更精確的太陽磁場和中紅外成像、光譜觀測數據,研究太陽磁場活動中磁能的產生、積累、觸發和能量釋放機制,研究耀斑等劇烈爆發過程中物質和能量的轉移過程,有望取得突破性的太陽物理研究成果。(完)

【編輯:丘志彬】

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