太陽磁場望遠鏡

天文望遠鏡的一種，是進行太陽物理核心課題研究的關鍵儀器，由中國科學家獨立發明和獨立研製，1988年獲中 國國家科技進步一等獎。太陽磁場望遠鏡是由北京天文台、南京天儀廠、長春物理所和中科院四個單位聯合研製 ，是當時中科院重大、重點項目，總體負責人是北京天文台的艾國祥（中科院院士），整個項目歷經12年。 太陽磁場望遠鏡是光機電綜合一體的高精密設備，主要研究目標是研究太陽磁場、速度場以及相關的太陽物理現象。自發明後，引起國際太陽物理學家的極大重視，認為該儀器為國際太陽物理研究的重要工具。

基本介紹

• 中文名：太陽磁場望遠鏡
• 速度場解析度：±10米/秒
• 圖像解析度：0．5″/像元
• 物品獲獎情況：獲中 國國家科技進步一等獎

簡介

太陽活動峰年的一個重要標誌就是太陽耀斑爆發頻繁。太陽耀斑等活動現象和太陽黑子群附近磁場的複雜性之間存在著本質的聯繫。太陽強磁場區域劇烈的爆發往往伴隨著大量的高能輻射和帶電粒子流，它對宇航安全、短波通訊、近地氣象和人類生存環境均產生重要影響，因此，對太陽磁場的研究長期以來一直是太陽研究的主題。

太陽磁場望遠鏡是中國科學家獨立發明和獨立研製的，是進行太陽物理核心課題研究的關鍵儀器。太陽磁場望遠鏡的主要研究目標是研究太陽磁場、速度場以及相關的太陽物理現象。

太陽磁場望遠鏡於1985年安裝於北京天文台懷柔太陽觀測站。自1987年起．中國的太陽物理學家利用太陽磁場望遠鏡獲得了大量世界一流的太陽光球矢量磁場和色球磁場、速度場資料。這引起國際太陽物理學家的極大重視，認為該儀器為當代國際太陽物理研究的重要工具。

太陽磁場望遠鏡的研製成功，也使中國的太陽磁場測量濾光器技術受到世界的重視，日本、韓國、印度、俄羅斯和中國台灣的天文學家均對中國的光學濾光器發生極大的興趣，向中國訂購濾光器。

性能概況

該望遠鏡有效口徑為35厘米，焦距為10米、20米、40米、60米、80米、100米、200 米和300米等8種，工作波長為532．419納米和486．134納米，磁場解析度為：縱場±10-4特，橫場為±3×10-3特，速度場解析度為±10米/秒，圖像解析度為0．5″/像元，主要終端配置有CCD照相機、151圖像處理器和VAX－11/750計算機。後者在白天觀測時作數據採集系統。圖像處理使用SUNSPARC工作站。同時，它們充分發揮該鏡的磁場、速度場、時間上的高解析度以及實時性等功能，從事太陽磁場和速度場的精細結構研究。

研發歷史

太陽磁場望遠鏡是由北京天文台、南京天儀廠、長春物理所等中科院四個單位聯合研製的，工程龐大、耗資巨 大、指標高、難度大，是當時中科院重大、重點項目，總體負責人是北京天文台的艾國祥（現提升為中科院院士），整個項目歷經12年。

1949年以前，中國只有過幾次小規模的日食觀測和常規性的太陽黑子目視巡視。

1958年4月19日，中科院組織進行了中蘇合作海南島日環食觀測。以後，以其中部分中國隊員為骨幹，在北京天文台成立了射電天文組，設在沙河站。1958年至1960年，使用蘇制3．2厘米波射電望遠鏡，開展了太陽射電的觀測。1962年，開始進行太陽電流量的絕對定標的研究。

1966年至1984年，北京天文台艾國祥等與南京天文儀器廠合作研製太陽磁場望遠鏡。

1967年4月，北京天文台參加了新疆日環食觀測。同年，密雲射電天文觀測站建成，安裝了146兆赫16面天線組成的干涉儀，開展了對太陽Ⅰ型爆發和“噪暴”樣本的收集與研究，並在澳大利亞射電天文學家克里斯琴森的支持幫助下，解決了當時傳輸系統中的難題。其後，經過射電組和北京天文台工廠的努力，在原16面天線的基礎上，發展成460兆赫4×16面天線複合干涉儀。

1968年，組織並參加新疆日食觀測，為此研製了21厘米波射電望遠鏡；同年，又參加了中科院組織的珠穆朗瑪峰地區的考察，首次在海拔5000多米的高處進行了近紅外區太陽輻射熱測量。

1979年至1982年，完成了第21周太陽活動峰年聯合觀測及資料分析。

1980年2月16日，北京天文台、北京大學天體物理專業、北京師範大學天文系、雲南天文台在昆明進行聯合日食觀測，同時在四個波段發現太陽緩變射電源存在磁拱結構。同日，北京天文台沈龍翔等與紫金山天文台、南京天文儀器廠合作，參加了雲南日全食的閃光光譜、日冕多波段單色觀測和大範圍白光日冕觀測。其中，閃光光譜觀測，在488．0～584．5納米波段發現了近70條前所未知的色球譜線。

1980年，科學家們開展了微波爆發中超精細時間結構的觀測和研究，翌年5月首次發現10厘米波段上疊加在微波大爆發上的毫秒時標的精細結構。

1983年至1984年，北京天文台與紫金山天文台、南京天文儀器廠等單位合作，赴巴布亞紐幾內亞進行日全食觀測，觀測到7000條閃光光譜譜線，其中許多譜線為首次認證。

1985年至1986年，哈雷彗星回歸期間，北京天文台劉宗禮觀測到哈雷彗星罕見的斷尾現象。北京大學天體物理專業和上海天文台合作，在中國首次觀測到哈雷彗星和多個宇宙源的羥基分子射電譜線。

1985年至1987年，在第22周太陽活動峰年期間，北京天文台參加了與其他台站的聯合觀測，發現毫秒級射電爆發的許多特徵。

1986年1月至3月，北京天文台派人赴南極進行了天文考察，取得了極地太陽分光輻射曲線135組以及南極地面太陽總輻射等資料。

1987年,中國科學家艾國祥等完成了“兩維實時太陽磁場和速度場數據接收和圖象處理系統”,至此,太陽磁場望遠鏡所有的裝備已經齊備。

相關成果

太陽磁場望遠鏡首次在世界上觀測到色球速度場，探測了半影纖維磁場的實際分布量，得到了高解析度的全日面磁場圖。

在對太陽磁場望遠鏡的實際套用中發現：

1、超米粒的實際壽命可達50～70小時，比一般認為的20小時長3倍。

2、日冕物質拋射事件與爆發日珥的關聯性和日珥形狀有關。

3、耀斑爆發前後活動區縱向磁場無大變化而橫向磁場變化明顯。

4、Hβ耀斑亮塊出現在橫向強磁場和視向速度為負的區域。