自适应光学助力太阳高分辨力光学成像技艺发展与运用,笔者国太阳观测本事获得新突破

光电所太阳大气高分辨力光学成像技术发展历程

新华社成都3月6日电如何通过现代科技更清晰地看到整个太阳活动区?中国科学家研发出地表层自适应光学(Ground
Layer Adaptive
Optics,简称GLAO)技术,这相当于给太阳望远镜带上校正“眼镜”,在更大视场范围提高了观测清晰度。近日,中科院云南天文台1米新真空太阳望远镜结合该技术,首次拍摄到太阳黑子和太阳米粒的大视场高分辨力自适应光学校正图像。

近日,中国科学院光电技术研究所研究员饶长辉带领的太阳高分辨力光学成像研究小组,突破下一代自适应光学——多层共轭自适应光学(Multi-Conjugate
Adaptive Optics,
MCAO)关键技术,利用所研制的太阳MCAO系统原理样机与云南天文台1米新真空太阳望远镜对接,实现对太阳活动区的大视场闭环校正成像观测,在国内首次利用MCAO技术获取到太阳活动区大视场高分辨力实时图像。该试验的成功,标志着我国在下一代自适应光学技术领域取得突破,使我国成为继美国和德国之后,第三个掌握太阳MCAO技术的国家。

太阳是影响人类生活最重要的一个天体,太阳活动对空间天气、地球气候、通信导航等都有影响。通过观察太阳大气在空间和时间尺度中的物理变化过程,并建立模型,将有望预测太阳的活动,从而避免其对人类生产生活的危害。基于大口径太阳光学望远镜对太阳大气进行高分辨力层析成像是观测太阳活动的主要手段之一,然而受到地球大气湍流的影响,大口径光学望远镜原本可以分辨的细小结构,也会被模糊成一团,需要自适应光学技术对湍流扰动进行实时探测和补偿,让望远镜发挥其极致性能。目前国际上所有的大口径太阳望远镜均配备了自适应光学系统。

据悉,GLAO技术可为太阳物理学家研究太阳活动现象及物理本质提供了新的科学工具,以及更精确的观测数据,并为进一步开展大视场多层共轭自适应光学技术奠定了基础。(原标题:我国太阳观测技术获得新突破
太阳望远镜配备大视场“眼镜”)

饶长辉团队观测的太阳活动区NOAA
12683的开环、GLAO闭环以及MCAO闭环图像(成像波段及带宽:7057@6Å)

相关技术的发展历程和研究成果总结发表在《光电工程》2018年第3期上。

一般而言,望远镜的口径越大、分辨能力就越强,获得的图像清晰度也就越高。但是地面上的太阳望远镜由于受到地球大气湍流的影响,其观测图像的清晰度最多只相当于约10cm口径的望远镜的分辨能力。

太阳爆发性活动对地球及行星际空间环境影响较大,对太阳活动准确预警预报可以最大程度地避免灾害性空间天气对人类正常活动的影响,确保航天工程安全。为了研究太阳活动的动力学起源,实现准确的空间环境监测和空间天气预报,需要获得太阳活动区的大视场高分辨力的观测数据。

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