中国太阳物理学研究进展

科技工作者之家 2019-07-31

来源:科学通报

太阳这个大火球已经燃烧了46亿年,是地球上所有生命的能量来源。然而,每天享受太阳的光和热之余,您是否知道,人生短短几十年竟可见证数次太阳磁场的“大换血”?而地球上绚丽多彩的极光源于太阳上的爆发活动?这个大火球上正在发生的一切,给我们提供了研究各种极端条件下物理过程的好机会,更是我们窥探宇宙奥秘的一扇窗口。

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太阳上的爆发活动(图片来源:NASA/SOHO卫星)

太阳是离人类最近的恒星,也是迄今为止唯一一颗人类能观测到其详细结构和物理过程的恒星,也是唯一有高精度磁场测量的恒星。因此,要解决宇宙天体磁场的起源、恒星磁活动周的形成机制,以及恒星磁活动如何影响生命起源和宜居环境等重大科学问题,研究太阳是已知最直接的途径。同时,太阳物理学的重要研究目标之一是预报太阳爆发活动以防止其对人类造成灾害性影响。随着人类活动日益向外太空拓展以及人类社会日益依赖于对空间天气敏感的高技术系统,太阳物理学的这一使命也日益重要和紧迫。系外行星的探测和可宜居带的搜寻使得恒星磁活动、磁周期及其对可宜居性影响的研究成为天体物理的前沿热点之一。作为一颗光谱型为G2V的具备详细观测资料的普通恒星,太阳磁周期的产生机制和磁周期强度变化的非线性调节机制可被恒星和星系物理所借鉴,恒星和星系物理在不同物理参数下的活动特征也可用来检验我们对太阳周的理解。

进入太空时代,人类已经发射了上百颗卫星和飞船去探测太阳和我们赖以生存的日地空间环境。目前太阳物理学以空间探测和地基大型望远镜联合观测为主导,开始了多信使、全波段、全时域、高分辨、多尺度、多视角和高精度探测的时代。去年,人类发射了首个飞向太阳的探测器——帕克太阳探针,有望通过实地探测进一步揭开太阳大气中的秘密。

我国太阳物理学的研究最早可追溯到20世纪20年代天文学家高平子先生在青岛观象台对太阳黑子的观测。改革开放以来,我国开始发展自己的太阳望远镜,先后建成南京大学太阳塔(1979年),怀柔太阳磁场望远镜(1985年),抚仙湖1米新真空太阳望远镜(2014年);进入新世纪,我国太阳物理学已跻身世界前列,尤其在认知太阳磁场性质、低层大气精细结构和动力学以及太阳爆发活动形成机理等方面取得了突出进步。

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左图:怀柔35厘米太阳磁场望远镜(图片来源:国家天文台);右图:抚仙湖1米新真空太阳望远镜(图片来源:云南天文台)

《科学通报》第19期发表评述文章“中国太阳物理学研究进展”,对近10年来我国太阳物理学者在认知太阳磁场性质、低层大气精细结构和动力学,以及太阳爆发活动形成机理等方面的突出进步进行梳理,并展望中国太阳物理学的发展和中国学者未来可能作出的贡献。

来源:kexuetongbao 科学通报

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