世界上最强大的太阳望远镜绘制出日冕磁场图

美国国家科学基金会的井上太阳望远镜是一座 4 米高的太阳望远镜，位于夏威夷毛伊岛。 在这里，它位于哈雷阿卡拉山顶，高耸入云，背景中完美的日冕天空清晰可见。 资料来源：NSO/NSF/AURA

美国国家科学基金会（NSF）的丹尼尔-K-井上太阳望远镜是世界上最强大的太阳望远镜，由美国国家科学基金会国家太阳天文台（NSO）设计、建造和运行，通过直接绘制日冕磁场强度图在太阳物理学领域取得了重大突破，日冕是太阳大气的外部部分，在日全食期间可以看到。 这一突破有望加深我们对空间天气及其对地球这个依赖技术的社会的影响的了解。

美国国家科学基金会（NSF）丹尼尔-K-井上（Daniel K. Inouye）太阳望远镜首次展示了利用泽曼效应测量的太阳日冕磁场信号图。 泽曼效应使日冕辐射偏振，这需要利用先进的伊努埃太阳望远镜来测量，因为其信号仅为太阳表面亮度的十亿分之几。 背景图片标明了美国宇航局太阳动力学天文台用紫外线拍摄的井上观测到的详细区域。 资料来源：国家科学基金会/国家天文台/AURA

太阳磁场在太阳大气中产生的区域通常以太阳黑子为根基，这些区域储存着巨大的能量，为爆炸性太阳风暴和太空天气提供燃料。 日冕是太阳的外层大气，是一个过热的领域，这些磁场的奥秘就在这里展开。 绘制日冕磁场图对于了解和预测空间天气以及保护我们在地球和太空中的技术意义深远。

美国国家科学基金会丹尼尔-K-井上太阳望远镜首次展示了利用泽曼效应测量的太阳日冕磁场信号图。 泽曼效应会使日冕辐射偏振，这需要伊努耶望远镜的先进技术来测量，因为其信号仅为太阳表面亮度的十亿分之几。 资料来源：NSF/NSO/AURA对地球技术复原力的影响

地球磁场为我们抵挡太阳风，保护我们的大气层，使生命得以延续。 然而，极端太阳爆发产生的电磁场和高能粒子会扰乱卫星、电网以及我们这个科技日益发达的社会所需的其他系统。 要保护我们的基础设施和当前的生活方式，了解这些在时间尺度上从数天到数百年不等的动态相互作用非常重要。

长期以来，测量日冕的磁性一直是对天文学家和技术极限的挑战。 如今，井上式太阳望远镜是专为研究日冕而设计的最先进设施，它绘制了迄今为止最详细的首张日冕磁场图，为解开这些谜团迈出了关键的第一步。

自 20 世纪 50 年代以来，太阳物理学家绘制了太阳表面的磁场图，为我们提供了宝贵的见解。 然而，人们长期以来一直在寻找太阳表面上方区域（如日冕）的磁场图，因为太阳风暴正是起源于这些位置。 位于夏威夷毛伊岛哈雷阿卡拉山顶附近的"井上"号现在已经具备了满足这一关键需求的能力。

美国国家科学基金会丹尼尔-K-井上太阳望远镜（NSF Daniel K. Inouye Solar Telescope）扩展了我们了解日冕物理学的能力。 这段动画首先展示了不断变化的太阳表面，这是美国国家航空航天局太阳动力学天文台的常规图像。 这里的温度约为 6000 摄氏度。 下面是表面磁场图，可以看到磁性集中区域（黑色和白色区域）。 这种磁场以三维方式向上延伸，在那里形成了日冕，产生了数百万度的明亮热气。 现在，"井上"号能够绘制日冕本身的磁场图，这为了解日冕加热以及磁能的捕获和释放是如何发生的提供了重要信息。 资料来源：NSF/NSO/AURA太阳观测的突破

井上号利用泽曼效应绘制了首张详细的日冕磁场图，该效应通过观测光谱线分裂来测量磁特性。 光谱线是出现在电磁波谱特定波长上的独特线条，代表原子或分子吸收或发射的光。 这些谱线就像"指纹"一样，对每个原子或分子来说都是独一无二的，科学家可以通过观察它们的光谱来识别天体的化学成分和物理特性。

当暴露在磁场（如太阳）中时，这些光谱线就会分裂，从而让我们了解天体的磁性。 以前探测这些信号的尝试，上一次报告是在二十年前（林等人，2004），缺乏广泛科学研究所需的细节和规律性。 如今，"井上"号具有无与伦比的能力，可以对这些关键信号进行详细、定期的研究。

编译自/SciTechDaily