太阳望远镜选址为何要用4年

新闻中心-中国网 news.china.com.cn   时间: 2012-09-06   发表评论>>

    第二看台

    编者按

    据新华网8月21日报道,我国科学家正为设计中的巨型太阳望远镜选址。这一口径为8米的地面望远镜可望在未来20年的“探日”领域处于国际领先地位。中国巨型太阳望远镜计划推动者、中国科学院国家天文台怀柔观测基地主任、总工程师邓元勇说,目前国内太阳研究界已经启动了“西部太阳选址”计划,期望利用4年左右的时间,在中国境内天文气象条件最好的西部为巨型太阳望远镜和其他下一代太阳观测设备选出最佳观测台址。

    那么,这是一台什么样的望远镜?选址过程中要考虑哪些因素,为何会用4年时间?

    这架巨型太阳望远镜获取的数据将有助进一步理解太阳爆发活动的成因,为空间天气预报提供新的手段和重要依据。它将在性能上超越国际上正在计划中的4米口径地基太阳望远镜,包括将落户夏威夷的美国太阳望远镜ATST和欧洲太阳望远镜EST,从而成为世界上空间分辨率和偏振测量精度最高的太阳红外和光学望远镜。

    大口径光学望远镜极限分辨率观测资料的获得,除了望远镜本身的加工、装调精度保证外,还需借助自适应光学、主动光学、图像复原等先进技术或方法。白日视宁度优异的太阳观测台址也是一个必要条件。

    所谓视宁度,是用于描述天文观测的目标受大气湍流的影响而看起来变得模糊和闪烁程度的物理量。在晴朗的夜晚,当我们在远离城市的郊外或乡村抬头仰望天空,看到满天的繁星。有的星比较亮,有的比较暗。长时间仔细盯着看的话,会发现它们都在闪烁,似乎在向你眨眼。而在观测条件很差的城市环境中,星星的闪烁乃至模糊不清更是最常见的情况。这就是地球大气湍动对星星成像的影响,天文学家称之为视宁度。一般来说,地球大气对星像的影响越小,视宁度就越好。

    太阳选址和通常的天文选址有一定区别,一般的天文选址是测量夜间的视宁度,而太阳选址是测量白天的大气视宁度。在白天,太阳辐射使得地面温度升高,产生的大气湍流和对流比夜间强烈,视宁度通常会比夜间差。由于水的热容量比较大,受到太阳光照射后温度升高缓慢,使得水面上的空气比陆地上的空气更加稳定,这样视宁度就会相对更好。因此国内外许多太阳望远镜都安装在水域附近,比如国家天文台的太阳磁场望远镜安置于北京怀柔水库,还有一些大太阳望远镜放在大洋岛屿中的高山上。

    考虑到水汽对红外和亚毫米波段的吸收,太阳选址时还要用水汽仪测量大气的水汽含量。

    太阳望远镜选址主要分为踏勘普选、定点测量和台址评估三个阶段。

    踏勘普选是在划定的范围内根据卫星地图和卫星云图查到的地形、气候、交通条件挑出合适候选点,并进行实地踏勘,得到初步的视宁度、水汽、日照时间、云量的资料。

    定点观测阶段根据踏勘初选的几个候选点安装选址仪器如太阳差分像运动监视仪、水汽仪和气象站等,进行数年的定点观测。

    台址评估是根据定点观测获得的选址数据,从视宁度、水汽含量、日照时间、地形、交通等多个方面综合评估,为巨型太阳望远镜选出一个最佳的观测台址。

    就我国的地理资源来看,并不拥有夏威夷那样的大洋岛屿高山,但我国西部高原地带干旱少雨,日照时间长,且遍布高原湖泊,极可能拥有优异的太阳光学观测台址。(目前云南天文台的抚仙湖太阳观测基地,就视宁度条件看,已不差于国际上其他的优秀台址)。

    目前太阳西部选址正处于踏勘普选阶段,由云南天文台、紫金山天文台、国家天文台以及南京大学等单位组成的选址队,已经在川滇藏地区进行了实地踏勘,并测量了初步的视宁度、水汽含量和气象资料。计划明年在初选的几个候选点开始定点观测,在未来4年左右的时间中完西部太阳选址工作。(包星明 邓元勇)

文章来源: 科技日报
责任编辑: 摩落