光电所获近红外波段太阳米粒结构和太阳黑子高分辨图像

2011-4-26 17:02 来源: 中国科学院
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  在中国科学院云南天文台的大力协助和支持下,中国科学院自适应光学重点实验室太阳自适应光学研究小组通过云南天文台1米红外太阳塔配备的37单元太阳自适应光学近红外试验系统,于2月24日和3月3日分别获得了近红外波段太阳米粒结构(图1)和太阳黑子(图2)的高分辨力自适应光学校正图像。这些高分辨力太阳图像的获得,进一步提升了我国太阳物理研究水平,为太阳物理学家通过研究太阳磁场来提高空间天气预报的准确度提供了有力的数据支撑。

  太阳是地球上光和热的源泉,其活动对地球气候、空间环境等有着重要影响。同时,太阳是距离我们最近的恒星,通过对太阳的研究,可以更多地了解其他恒星、行星系和宇宙。太阳磁场是太阳活动的驱动源,对太阳磁场的研究需要获取高分辨力的图像数据,配备自适应光学系统的大口径太阳望远镜解决了这一科研难题。

  早在1998至2001年期间,在国家自然科学基金重点项目“自适应光学在高分辨力太阳观测中的应用”的支持下,中科院光电技术研究所姜文汉院士和饶长辉研究员等为南京大学43厘米太阳望远镜研制了国内首套太阳观测倾斜校正自适应光学系统,进行了低阶校正自适应光学补偿性能研究,实现了改善太阳像跟踪精度和减小图像抖动的目标。

  随着太阳活动第24个峰年的到来,太阳活动变得越来越剧烈,为我们研究太阳提供了绝佳的机会。1米红外太阳塔是21世纪初我国太阳物理和空间天气预报的主要观测仪器,其口径和性能均达到同类仪器的世界领先水平。该太阳塔位于云南省澄江县抚仙湖畔,是世界上最好的太阳观测站址之一,为其配置自适应光学系统,既是顺应国际太阳物理发展的要求,也是进一步提高我国太阳物理研究水平的必然。

  本次观测所使用的自适应光学试验系统是由2009年针对云南天文台26厘米精细结构太阳望远镜研制的太阳自适应光学系统升级而来。此次研究小组成功地解决了针对大口径望远镜,利用太阳米粒结构这类低对比度扩展目标进行准确波前探测进而实现自适应校正的技术难题,经自适应光学校正后的太阳米粒结构和太阳黑子图像在实际观测中对比度明显提高,太阳黑子的本影和半影清晰可见。

  该实验系统的成功研制,将为下一步给1米红外太阳塔配备覆盖从可见到近红外波段的实用太阳自适应光学系统提供了技术和人才储备。

图1 太阳米粒结构观测结果(成像波段15550Å) 左图为AO校正前观测结果,右图为AO校正后观测结果

图2 太阳黑子观测结果(成像波段15550Å) 左图为AO校正前观测结果,右图为AO校正后观测结果