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光电所突破关键光学技术 太阳观测进入“高清” 模式

发布时间:2017-12-25 18:29

     

  近日,中国科学院光电手艺研究所研究员饶长辉率领的太阳高分辩力光学成像研究小组,冲破下一代自顺应光学——多层共轭自顺应光学(Multi-Conjugate Adaptive Optics, MCAO)环节手艺,操纵所研制的太阳MCAO系统道理样机与云南天文台1米新真空太阳千里镜对接,实现对太阳勾当区的大视场闭环校正成像观测,在国内初次操纵MCAO手艺获取到太阳勾当区大视场高分辩力及时图像。该试验的成功,标记着我国鄙人一代自顺应光学手艺范畴取得冲破,使我国成为继美国和德国之后,第三个控制太阳MCAO手艺的国度。

  太阳迸发性勾当对地球及行星际空间情况影响较大,对太阳勾当精确预警预告能够最大程度地避免灾祸性空间气候对人类一般勾当的影响,确保航天工程平安。为了研究太阳勾当的动力学发源,实现精确的空间情况监测和空间气候预告,需要获得太阳勾当区的大视场高分辩力的观测数据。

  配备自顺应光学系统的地基大口径太阳千里镜是开展高分辩力太阳观测的次要手段。保守自顺应光学系统遭到大气非等晕性的限制,无法间接满足对整个太阳勾当区(典型标准在1′~ 2′视场)进行高分辩力观测的需求。为处理保守自顺应光学校无视场小的问题,科学家成长出了MCAO手艺,该手艺在近年来获得长足成长。

  MCAO手艺通过对地球大气湍流惹起的波前像差进行分层探测和校正,实现三维立体弥补,从而在大视场范畴内消弭大气湍流的影响,获得接近衍射极限的成像结果。比拟于另一种大视场自顺应光学手艺概念——地表层自顺应光学手艺(Ground Layer Adaptive Optics, GLAO),MCAO手艺除校正地表层湍流波前像差外,还对高层大气进行弥补,具有大视场衍射极限的成像能力,而GLAO只针对地表层湍流惹起的波前像差进行探测和校正,能够在大视场范畴内无效改善大气视宁度的影响,但成像分辩力远达不到千里镜的衍射极限。

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

  按照饶长辉团队近日对太阳勾当区NOAA12683的高分辩力观测成果,与开环数据和GLAO系统闭环数据的对比表白,MCAO校正后可以或许获得太阳勾当区更高分辩力的成像观测成果。

  作为观测学科,天文手艺的冲破和新一代天文学仪器的研制间接驱动天文学的成长,进而拓展人类的认知范畴。多层共轭自顺应光学手艺的成长和使用,将协助太阳物理学家看到更清晰、更精细、更动态化的太阳勾当,加深人类对恒星甚至宇宙的认识,也将为太阳物理研究和空间气候预告供给强无力的数据支持。

  研究工作获得2017年度国度天然科学基金严重科研仪器项目标支撑。饶长辉团队将在5年内为云南天文台1米新真空太阳千里镜配备一套公用的MCAO系统,从而实现该手艺的成功使用。

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