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全球首创!AIMS望远镜突破百年瓶颈直测太阳磁场 开启空间天气精准预报新篇

   时间:2025-10-18 04:59:19 来源:互联网编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

在青海冷湖的赛什腾山上,海拔4000米的高原矗立着一座与众不同的天文观测设备——全球首台专门用于太阳磁场测量的中红外观测系统(AIMS望远镜)。与传统天文望远镜不同,它不依赖夜晚的星光,而是直接在白天对准太阳,捕捉人眼不可见的中红外光,为人类探索太阳磁场开辟了新的路径。

太阳磁场与地球生活紧密相连。强烈的太阳活动会引发耀斑,干扰地球的通信、导航系统,甚至威胁电网安全。然而,百余年来,科学家只能通过可见光波段间接推算太阳磁场,这一过程不仅复杂,而且误差较大。AIMS望远镜的技术负责人王东光研究员形象地比喻:“过去测量太阳磁场就像走弯路,现在AIMS直接‘抄近路’,通过中红外波段观测,利用傅立叶光谱仪直接获取太阳光谱,从而精确测量磁场。”

AIMS望远镜的创新之处在于,它通过12.3微米的中红外波段观测,结合超窄带傅立叶光谱仪,直接测量塞曼裂距,将磁场测量精度提升至优于10高斯量级。这一突破解决了太阳磁场测量领域长期存在的技术瓶颈。更令人自豪的是,望远镜的红外光谱仪、成像终端及真空制冷系统等核心部件均实现国产化,彰显了我国在天文仪器自主研发方面的实力。

在高原上建设如此精密的光学设备,挑战远超想象。2018年冬,首批科研人员踏入赛什腾山时,这里还是一片荒芜。没有道路,建塔材料只能靠直升机吊运;没有住所,科研人员挤在集装箱或简易木屋中;饮用水和食物全靠人力背运。一位团队成员回忆:“调试期间,我们常常连续几天无法下山,在零下20多摄氏度的严寒中坚守。”

2022年6月,望远镜光学系统运抵冷湖后,新的问题出现了。原本在西安测试良好的设备,在高原低温环境下光学质量突然下降。团队花了两个多月排查,最终发现是低温导致胶体收缩,镜面发生变形。设备不得不运回西安改进,这一往返耗时大半年。更大的挑战来自傅立叶光谱仪的电信号放大倍率极高,即使采取了电磁屏蔽措施,望远镜仍对其产生干扰。团队历经20多个日夜,通过多层滤波、隔离和严格接地,终于在2023年7月15日首次成功接收到太阳光谱,这一时刻被团队称为“初光”,标志着中国在中红外太阳观测领域迈出了关键一步。

随着AIMS望远镜正式进入科学产出阶段,其应用前景愈发广阔。通过对太阳磁场的精确观测,科学家能够更深入地理解太阳剧烈爆发中物质与能量的转移机制,以及磁能的积累与释放过程。这将显著提升对太阳活动的预测能力,为空间天气预报提供更精准的科学依据。AIMS课题负责人邓元勇研究员表示:“未来,人类需要像预测天气一样,提前数天预测强烈的太阳活动,为卫星运行、电网调度提供预警。对太阳磁场的深入理解是实现这一目标的基础。”

科学的发展往往源于观测技术的突破。AIMS望远镜的建成和使用,不仅推动了人类对太阳的认知,也展现了科学装置从探索宇宙奥秘到服务社会的转变。在这座观测太阳的望远镜背后,凝聚着一代代科研工作者的智慧与汗水,他们仰望星空、脚踏实地,为中国科学事业的进步书写了新的篇章。

 
 
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