令人惊叹的图像以前所未有的细节揭示了太阳表面

现代地面望远镜依靠自适应光学 （AO） 来提供清晰的图像。通过校正大气失真，它们为我们提供了行星、恒星和其他天体的非凡图片。

现在，美国国家太阳天文台（National Solar Observatory）的一个团队正在使用AO以前所未有的细节研究太阳的日冕。

日冕是太阳的最外层，延伸到太空中数百万公里。出乎意料的是，它比它下面的层光球.科学家称之为“日冕加热问题”。

日冕由太阳强大的磁场主导，是冠状物质喷射（CMEs），它可以与地球的磁层碰撞，导致极光和地磁暴.

由于日冕比太阳表面暗，因此很难观测。在日全食期间可以看到月亮阻挡了太阳的光球层，而像帕克太阳探测器上的天基日冕图则通过模仿日食来完成同样的事情。

由于大气干扰，从地球上观测太阳的日冕是具有挑战性的。自适应光学使用计算机控制的可变形镜子来抵消干扰并产生清晰的图像。来自美国国家科学院国家太阳天文台 （NSO） 和新泽西理工学院的研究人员为 1.6 米的 Goode 太阳望远镜开发了一种 AO 系统，可以精确观察日冕的细节并揭示其精细结构。

他们的工作发表在一篇题为”使用高阶太阳自适应光学观察精细的日冕结构。“ 它发表在《自然天文学》上，NSO 的自适应光学科学家 Dirk Schmidt 是第一作者。

作者在他们的研究文章中写道：“解析太阳日冕中的精细结构可能会为快速喷发和日冕加热提供关键见解。他们指出，虽然 AO 已经在大型望远镜上使用了二十年，但没有人能够看到日冕。他们写道：“在这里，我们展示了日冕自适应光学器件的观测结果，这些光学器件达到了 1.6 m 望远镜的衍射极限，以揭示非常精细的日冕细节。

“这些是迄今为止此类观测中最详细的观测结果，显示了以前没有观察到的特征，而且目前还不清楚它们是什么。”- Vasyl Yurchyshyn，NJIT 太阳陆地研究中心。

太阳突起、环和雨都是由等离子体组成的。理解它们和其他未解决的问题依赖于看到它们的细节。作者问道：“当太阳表面只有 6,000 K 时，日冕中的等离子体是如何加热到数百万开尔文的？“喷发是如何以及何时触发的？”

自适应光学依赖于波前传感器及其支持技术和算法。这些可用于光球层，但直到现在还没有用于日冕。

“空气中的湍流严重降低了太空中物体的图像，比如通过我们的望远镜看到的太阳。但我们可以对此进行纠正，“领导这项开发的 NSO 自适应光学科学家 Dirk Schmidt 说。“制造一个以前所未有的方式向我们展示太阳的仪器是超级令人兴奋的，”他在新闻稿。

“这项技术进步改变了游戏规则，当您将分辨率提高 10 倍时，会有很多发现。”Dirk Schmidt，国家太阳天文台。

该视频显示了一个动态突起，伴随着降雨的日冕物质而发生大规模扭曲。

日冕雨是指日冕等离子体丝冷却并落回地表。“太阳日冕中的雨滴可能比 20 公里窄，”NSO 天文学家 Thomas Shad 说。“这些发现提供了新的宝贵观测见解，这对于测试冠状过程的计算机模型至关重要。”

“这些是迄今为止此类观测中最详细的观测结果，显示了以前没有观察到的特征，而且目前还不清楚它们是什么，”该研究的合著者、NJIT-太阳-陆地研究中心的教授 Vasyl Yurchyshyn 说。

该视频显示了具有复杂内部流的密集而凉爽的静态突起。

下一个视频显示了耀斑后的日冕雨。由于雨是由等离子体组成的，因此它遵循磁力线而不是直线。该视频由有史以来最高分辨率的图像组成。

尽管太阳无处不在，但科学家们仍然对太阳有很多不了解。日冕加热问题是等待解释的事情之一。他们希望解析等离子体中的精细结构将带来答案。

虽然太阳望远镜过去曾使用 AO，但也存在局限性。他们详细地揭示了太阳表面，但没有揭示它的日冕。这些系统在几十年前达到了 1,000 公里的精度水平，但此后一直停滞不前。

“新的日冕自适应光学系统填补了这一几十年来的空白，并以 63 公里的分辨率提供日冕特征的图像——这是 1.6 米古德太阳望远镜的理论极限，”NSO 首席技术专家 Thomas Rimmele 说，他为太阳表面建造了第一个作自适应光学系统，并推动了开发。

这个新的 AO 系统是太阳能科学家向前迈出的一大步。

“这项技术进步改变了游戏规则;当您将分辨率提高 10 倍时，有很多东西需要发现，“Schmidt 说。

该研究的合著者、NJIT-CSTR 的研究教授 Philip Goode 表示，该系统具有变革性。该团队正在努力在夏威夷国家科学基金会 （National Science Foundation） 的 Daniel K. Inouye 太阳望远镜上实施它。它的 4 米镜子使其成为世界上最大的太阳望远镜。

“这项变革性的技术可能会被世界各地的天文台采用，有望重塑地面太阳天文学，”Goode 说。

“随着日冕自适应光学器件的投入使用，这标志着太阳物理学新时代的开始，有望在未来几年和几十年内取得更多发现。”

本文最初由今日宇宙.阅读原创文章.

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