发布时间：2025/7/12 10:50:24 文章来源：互联网 浏览次数：
全球最大轴对称太阳望远镜——2.5米大视场高分辨率太阳望远镜于6月24日正式落户我国的四川稻城，太阳物理学探索将迈入全新纪元。那么，能够长时间“盯”着太阳进行观测的太阳望远镜有何独特之处?2.5米大视场高分辨率太阳望远镜有望给人类带来哪些别样收获?
“直视”太阳不简单
太阳是地球生态系统的核心能量来源，太阳光驱动光合作用，使植物将二氧化碳转化为氧气和有机物质，形成食物链基础，维持大气氧含量。地球温度、水循环和气候系统均依赖太阳辐射调节，从而为生命提供稳定的生存环境。同时，太阳表面活动对地球产生巨大影响，太阳耀斑、日冕物质抛射可引发地磁暴等自然灾害。因此，人类需要观测太阳以更好地保护自身安全。
太阳望远镜与普通天文望远镜虽同属天文观测设备，但普通天文望远镜的主要观测对象是遥远的恒星、星系或星云，太阳望远镜则主要观测太阳。太阳望远镜由于在观测目标上具有特殊性，其与普通天文望远镜在设计、功能和技术上存在显著差异。
首先，太阳望远镜为应对极端光热环境，开展了有针对性的设计。太阳望远镜主镜单位面积接收的能量远超普通深空探测望远镜。例如，2.5米大视场高分辨率太阳望远镜主镜吸收的热量高达5000瓦，需在主镜背部布置200余根气管，喷射冷风降温，并通过液冷技术控制主焦点温度，确保主镜与环境温差小于等于2摄氏度。此外，该望远镜采用了抗热变形材料与结构，镜面材料具有较低的热膨胀系数，镜筒设计采用多层隔热屏障，可以反射绝大部分辐射热量。
稻城太阳观测台站预期模拟图
其次，太阳望远镜在结构与光学方面进行了创新设计。太阳望远镜通常采用塔式结构来降低大气干扰，并采用专用滤光与成像系统，分别针对太阳大气不同层次(光球层、色球层、日冕层)波段滤光器分离特定谱线，以研究磁流活动。科学家通过偏振光测量功能，可以解析太阳磁场的矢量结构和演化，而自适应光学技术可以实时校正大气湍流。
再者，目前世界上口径在1米以上的大型太阳望远镜，最大视场只有2～3角分，不足以观测太阳整个活动区和耀斑、暗条等大尺度结构，对于研究日冕物质也存在严重的限制。
而2.5米大视场高分辨率太阳望远镜具备7角分圆视场，约覆盖整个太阳活动区，解决了传统太阳望远镜视野狭窄的问题。其还配备了大视场地表层自适应光学系统，可实时补偿大气湍流，成像清晰度超越国内外同类设备。
此外，2.5米大视场高分辨率太阳望远镜在白天观测太阳时，光线通过定日镜系统垂直导入主光路，聚焦于太阳专用探测器。其配备窄带滤光器及偏振测量模块，专攻太阳大气分层成像与磁场分析。
在夜间时段，2.5米大视场高分辨率太阳望远镜通过精密电机驱动平面反射镜，可以将光路转到巡天设备上。其配置大视场CCD阵列，支持时域天体快速捕捉与多色测光，灵敏度达24星等。源于物理光路的机械创新，2.5米大视场高分辨率太阳望远镜可在10分钟内完成观测模式切换。
从“观测太阳”到“理解太阳”
稻城作为望远镜的选址地，有着卓越的条件。稻城的海拔较高，但纬度较低。高海拔可以减少大气层厚度，低纬度可以扩大南天区观测范围，提升对太阳、银河系中心等天体的观测效果。稻城空气洁净干燥，大气视宁度表现优异，连续晴夜数多，可观测时长超过300天/年，满足长期连续监测需求。
稻城无名山等区域呈现“山顶平原、谷底河谷”地貌，可分层架设不同类型望远镜，从而形成集群优势。更重要的是，稻城所在位置填补了东半球低纬度顶级台址的空白，可与西半球智利、夏威夷台址实现全球24小时太阳监测接力。
在这里，2.5米大视场高分辨率太阳望远镜将重点研究太阳爆发的触发机制和动力学演化,完整观测太阳耀斑、日冕物质抛射和暗条爆发的源区、浮现及演化过程,获取太阳大气不同层次的高分辨率和高测量精度的亮度场、矢量速度场和矢量磁场。其可望在研究太阳爆发的储能过程、触发机制、能量释放和传输过程、辐射和动力学演化,以及各种小尺度太阳活动、太阳大气波动、太阳大气精细结构等方面做出重大科学贡献。
此外，2.5米大视场高分辨率太阳望远镜还将与我国首颗太阳探测卫星“羲和号”联动，通过地基太阳望远镜提供高分辨率磁场与光谱数据，空间卫星可补充紫外、X射线波段，构建太阳活动“全息影像”，从而更加全面立体地研究太阳。
多波段终端的智能适配，以及极端环境稳定性，使得2.5米大视场高分辨率太阳望远镜可以兼顾太阳观测与夜间时域大视场巡天观测。其在夜间可以观测引力波的光学对应体和超新星，还可对系外行星开展探测工作。其在夜间观测的巡天数据接入全球时域天文网络，可大大提升对主要天文事件的定位效率。
随着2.5米大视场高分辨率太阳望远镜等新一代设施投入运行，太阳望远镜正推动人类从“观测太阳”迈向“理解太阳”。2.5米大视场高分辨率太阳望远镜不仅是科技的丰碑，更将是人类仰望星空的永恒见证者。
文章转载于：中国航天报·飞天科普周刊
