窒息感十足,史無前例的高解析度太陽照片,黑子湍動清晰可見

天空之城 2020/09/09 檢舉 我要評論

太陽是宇宙中距離我們最近的恒星,距離地球只有1.5億公里。和動輒幾光年甚至幾萬光年的其他恒星相比,太陽可謂是近在咫尺。

這給了人類一個很好的機會,如此近距離的樣本,讓我們能夠更好地研究恒星這種天體。可是,即便有著這樣近水樓臺的機會,我們對太陽的瞭解仍然非常有限,也僅僅對太陽表面有著一些瞭解,很多秘密仍然隱藏在太陽表面之下。另外,由於距離太近,太陽過於耀眼,也給我們的觀測帶來了一定的難度。

為了更好地瞭解這顆孕育了我們的恒星,科學家們建造了無數的探測器來對它進行研究。2012年,GREGOR太陽望遠鏡在西班牙加那利群島正式落成,開始了對太陽的觀測。GREGOR是世界上最強大的太陽觀測設備之一,並且在最近還經歷過一次升級,並且拍攝到了一張前所未有的高解析度太陽圖像,展示了熾熱太陽表面的驚人活動。

我們知道,一台望遠鏡的關鍵指標之一就是解析度,指的是能夠對多小的角度進行分辨。之所以夜空中的星星全都只有一個光點,也是因為人眼的解析度不夠所導致的。GREGOR的解析度非常高,即使在遠隔1.5億公里的地球上,也能對太陽表面相距50公里(31英里)的兩個點進行分辨。

萊布尼茨太陽物理研究所(KIS)的物理學家Lucia Kleint兼任GREGOR的首席科學家,他介紹這一次GREGOR的升級過程說:「這是一次非常令人振奮、同時又充滿了挑戰的工程,在短短一年的時間裡,我們對從光學、力學和電子學的方面給它進行了徹底的改造,以求能夠獲得最佳的圖像品質。」

說來也有點意思,今年的新冠肺炎疫情讓很多事情都被延後或者延緩,對於很多科學研究也是一樣的,但是它反而成為了GREGOR項目的一個助推器。KIS的官網上前不久還發佈過一篇文章打趣說:由於疫情導致的封鎖,該專案的科學家從3月份開始就被「困」在天文臺中。再加上年初的西班牙罕見暴風雪,讓這些科學家既無法觀測,又無法休閒。

(圖片說明:GREGOR及其重新設計的光學系統)

我們普通人被關在屋子裡就只知道打遊戲看劇,但是這些科學家並沒有荒廢時間,索性潛下心來思考如何提高GREGOR的能力,並著手進行光學方面的改造。他們需要解決的問題有兩個,一個是彗形像差,另一個就是散光的問題,這兩個問題會導致圖像的模糊和扭曲。

為了解決這兩個問題,他們打磨了兩面新的鏡片。這個兩個鏡片都是離軸抛物面鏡,並且為了保證成像能力,其平整度極高,其精度甚至控制在了人類頭髮絲的1/10000以內。

直到7月份的時候,GREGOR太陽望遠鏡終於在改造升級後迎來了重新的開放,該團隊的科學家們迫不及待地啟動望遠鏡,體驗它強大的觀測能力。很快,GREGOR改造後的第一張高解析度太陽照片被拍攝了下來。

在圖中,我們可以看到太陽表面的對流單元緊湊地排列在一起。其中,每一個單元的內部都比較明亮,這裡是太陽內部熾熱等離子體升起到太陽表面的地方。當它們突破太陽表面時,就像一起氣泡一樣沖出來,然後逐漸冷卻降溫,最後在周圍回到太陽內部,也就是每個單元較暗的區域。

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