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聆听太阳——中国开建世界级先进日像仪

记者：吴翀

就在中国发射第三架载人航天飞船的数天前，中国科学院对外公布了其最新的一个空间“征服”计划，即建设世界上最大最先进的频谱成像设备之一。从2010年起，这座中国射电频谱日像仪将“调”到太阳的“波段”，捕捉来自日冕物质抛射现象的低频射电波。

	计算机合成的中国射电频谱日像仪天线阵效果图。

日冕物质抛射是太阳物理学中的一个谜，具有很重要的科研意义。它通过引起高能磁暴，粒子加速和运动等现象直接操控着空间天气，从而对卫星通信、高纬度飞行和宇宙航行带来巨大的影响。

“目前还没有人能够解释日冕物质抛射在哪个位置产生、如何产生，且如何发展等一系列问题。”中国射电频谱日像仪项目的首席科学家颜毅华说。

他解释说，其中一个困难在于目前可用的成像设备都只能捕捉40亿赫兹以上的频率，不能提供全面的信息，因为日冕物质抛射通常发生于更低的频率范围。

而中国射电频谱日像仪将会是世界上少数可以覆盖400兆赫兹至150亿赫兹这一低频范围的仪器之一。“我们终于将有机会能更加仔细地观测太阳风暴时期大部分磁力线管互相交叉的情况。”颜毅华研究员说。

	中国科学家在调试日全食观测设备。

中国著名的太阳物理学家方成院士补充说，通过这一设备，科学家们还将能够追踪日冕物质抛射的起源，从而更好地评测其对空间环境的影响。

一个主要的问题是这个抛射是如何加速到每秒2,000公里的。只有我们知道了原因，我们才能更好地预测空间天气。”现任南京大学教授的方成院士说。

不过，据方成院士说，这个即将在内蒙古安家的价值5千万人民币（730万美元）的望远镜仅仅不过是中国太阳观测力量中的一部分。

目前还在建设的还有一个新的红外一米口径的太阳塔，它将于明年在昆明落成，用来观测太阳的光谱。

此外，中国还计划发射两颗卫星进行空间太阳观测。其中一颗探索卫星将携带着各种日冕成像设备，另一颗则将装有世界同类中最大的空间太阳望远镜。

中国研制的这个空间太阳望远镜口径为一米，从1亿500万公里外的空间观测太阳表面时清晰度能达到70公里。据方成院士说，这一望远镜的技术问题已经解决，亟待发射。

而另一颗探索卫星，即“太阳爆发探索小卫星”，将主要致力于研究日冕物质抛射和耀斑现象。这颗中法合作的卫星可能还需要五年的时间才能上天。它不仅将携带一架远红外望远镜，还将负载莱曼a全日面成像仪、莱曼a日冕仪、高分辨X射线谱仪和宽波段伽玛射线谱仪。

中国的这些新设备也将有助提升全球日益增长的太阳观测力量。

	2006年观察到的在太阳磁场活跃区内的环状特写。该极具能量的活跃区已产生了一系列的大耀斑、粒子风暴、和日冕物质抛射。（图片由NASA Goddard Space Flight Center提供）

在美国，一架类似中国射电频谱日像仪的名为FASR（频率灵活太阳射电望远镜）的设备也在建设中。

FASR项目的首席调查员Tim Bastian教授说，中国射电频谱日像仪和FASR一起将为解决太阳科学中的关键问题“提供新的数据类型和观测手段”。

“在不同的经度地区架设两架类似的设备将提高地面的太阳观测密度，且因此能够提高和目前已经上天的几大空间设备，包括STEREO（日地关系天文台）、TRACE（太阳过渡区与日冕探测器）和RHESSI（拉马第高能太阳光谱成像探测器），以及明年将要发射的太阳动力学观测站的合作机会。”Bastian在一份书面采访中说道。

对于颜毅华研究员和方成院士提出的一旦两个设备安装成功，双方将可能共享数据并合作研究的观点，Bastian表示同意。特别是由于射电频谱日像一天的实际工作时间最多只有12小时，即只有太阳可见的时候，这样的合作就更为必要。

Bastian同时指出，为了准确预报空间天气，尽可能持续的太阳观测很重要。“如果能在欧洲再添一个类似的设备，那么我们就可以实现全面的观测了。”他说。

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