全世界最大的太阳望远镜“心脏”开始跳动

位于夏威夷的美国国家科学基金会丹尼尔·井上望眼镜，世界上最大的太阳望眼镜。(DKIST)这是一个重要的里程碑。经过15年的规划，这款望眼镜配备了德国仪器——可见光可调滤光计(VTF)，第一批图像已经拍摄完毕。德国弗莱堡太阳物理研究所的显像光谱偏振器(KIS)哥廷根马克斯·普朗克太阳系研究所的研发和制造(MPS)作为项目合作伙伴。

这次公布的数据来自于设备技术调试阶段。VTF 可以提取太阳等离子体流速、太阳可见表面、靠近上层气体层的磁场强度等信息，特别是前所未有的精确分析井上望眼镜捕捉到的太阳光。即使在目前的技术测试阶段，VTF 已经可以呈现非常小的太阳结构。未来进入科学运行阶段并进行深度数据处理后，其分辨率将进一步提高。

由于夏威夷哈雷阿卡拉火山的最佳观测条件和先进的图像稳定性和重建技术，这款望眼镜的分辨率足以捕捉到非常小的结构，并且自己 2022 自2000年以来，令人震惊的太阳细节不断出现。为了从太阳光中获得尽可能多的行星细节，井上望眼镜正在逐渐配备更多的科学仪器。他们通过分离特定的波长范围或光偏振态来处理入射光。目前，五台仪器中有四台已投入运行。VTF是世界上最大的光谱偏振器，最新的是性能最强的设备，技术调试阶段的第一批太阳图像已经正式公布。研究人员称这个里程碑为第一缕“技术之光”。

“井上望远镜旨在研究太阳作为空间天气驱动源的基本物理机制，像VTF这样的开创性仪器是实现这一目标的理想平台。”美国国家太阳天文台主任Christoph Keller说。

VTF团队的目的是深刻理解太阳的动态特性。太阳不断爆发强大的能量，向太空抛射颗粒和辐射。这种太阳轰击可以在地球上引起壮观的极光，也可能影响技术设施和卫星。在VTF的帮助下，井上望眼镜将前所未有的精确观察太阳爆发的来源区域——可见表层(光球层)及其上方的色球层。理解爆发触发机制的关键是高温等离子体流动和变化磁场在这里的复杂相互作用。VTF可以测量等离子体流速、磁场强度、压力和温度等关键参数。

“VTF的调整代表了井上望远镜的重大技术进步。可以说，这种仪器就是太阳望远镜的心脏，最终开始在它的目的地跳动。” VTF项目科学家KISMatthias Schubert表示。

VTF被称为“庞然大物”：重约5.6吨，占地面积相当于一个小车库，占用两层。它的任务是实现太阳显像的最高空间、时间和光谱分辨率。为了从入射能见光中选择极窄的波长范围，仪器配备了世界上两种独特的法布里-珀罗干涉仪，可以实现数皮米级精度的太阳光谱扫描。此外，VTF 它可以将特定的偏振状态分离出来，为每个波长和偏振状态生成太阳二维图像，从而推动不同高度、压力、速度和磁场强度的太阳。它的观测数据空间分辨率达到每像素10公里左右，时间分辨率达到每秒数百幅图像。

VTF完成了前所未有的图像质量，这意味着路面太阳观测的新时代。 SamiMPS主任 K. Solanki说。

最近发布的图像选择了588.9纳米波长的太阳光，显示了一个半影子，在太阳表面乘以25000公里左右的区域范围内乘以25000公里的黑子及其细致的结构。太阳黑子以不同的频率覆盖太阳表面，其强磁场会干扰热等离子体从太阳内部升高。