丽江建成国内首座日冕观测站 可预警太阳风暴

2015-10-24 10:28 作者:admin 来源:
太阳打个喷嚏,地球就可能感冒!

想降低太阳风暴危害,通过观察日冕活动准确预警是好办法。

到达地球时间

X射线9分钟等离子团2天

1太阳风暴攻击地球路线

2太阳黑子在太阳表面流转

3太阳黑子爆发出太阳耀斑,这是太阳,最猛烈的活动,巨大电弧释放出紫外线辐射和X射线

4太阳黑子同时释放电磁等离子气团

5卫星和其他航天器受辐射破坏,地球的电力系统、移动电话和无线电均受影响

林松制图

日冕,是太阳最外层的大气,厚度达到几百万公里以上。在高温下,氢、氦等原子被电离成带正电的质子、氦原子核和带负电的自由电子等,这些带电粒子运动速度极快,会不断挣脱太阳的引力束缚,射向太阳的外围,形成太阳风。强烈的太阳风暴吹过地球时,会造成很多影响,如可能会造成卫星芯片击穿、航天器偏离轨道,地球磁场发生变化、通讯受影响,还会影响输电、输油、输气管线系统的安全……这也就是俗称的“太阳打个喷嚏,地球就可能感冒”。

近日,中科院云南天文台在丽江建成国内首座日冕仪观测站,用来研究日冕物质,了解空间天气,以便能提前对这种灾害性空间天气做出准确预报,及时采取主动的防御措施。日冕仪观测站的建成,结束了我国天文学史上无现代日冕仪历史,同时破除了西方一些科学家认为中国境内没有日冕观测条件的错误结论。

选址理由

2009年开始筹划耗时4年建成

这个日冕仪观测站,位于丽江高美古天文基地内。自2009年底就开始筹划,经历了国际研讨、西部选址、丽江定点和日冕仪安装调试等过程,于近期成功建成。

中科院云南天文台有关专家介绍,自上世纪50年代末国内学者就开始不断考察,寻找适合建日冕仪的地方,但遗憾的是一直没找到合适的地方。近年来,中科院云南天文台成立了选址科考队,在西部地区寻找理想地点,最终确定了大香格里拉地区等多个潜在理想地点。

云南天文台丽江高美古天文基地就位于大香格里拉地区南部,那里海拔较高,空气十分洁净,每年旱季日照充沛。高美古还拥有东亚最大的地面天文望远镜集群,可以为日冕观测站的建立提供及其便利的基本条件。

建成效果

可准确发布预警采取主动防御

“可以说,太阳风暴是高技术时代的一种富贵病。”国家天文台中科院太阳活动重点实验室主任颜毅华研究员说。

日冕抛射出的带电粒子达到地球的时间为数十个小时,在这段时间里,天文学家可以通过监测发出预警,从而采取主动的防御措施,如让卫星处于收藏状态,对磁高纬地区降低输电线电压或关闭电网,暂停跨越地球极区的航空服务等。

当然,并不是太阳一“打喷嚏”,地球就会“感冒”。日冕抛射的方向是否正对地球、太阳风暴抵达地球后所剩能量有多大,都是考量的因素;而且地球还有磁场这层保护罩。

因此,提前对灾害性空间天气做出准确的预报,就直接关系到国民经济、社会发展及国家安全。日冕观测仪,可以用于研究日冕物质的活动。

如何工作

望远镜咋工作原理似日全食

可能很多市民会问,太阳那么刺眼,这种望远镜是怎么观测的呢?

现代日冕仪最早由法国默东天文台的贝尔纳·费迪南·李奥在1930年发明,当时主要用来研究太阳的日冕和日珥的形态及光谱变化。

它的构想灵感源于日全食。平时,由于太阳本身太亮了,人们很难观测到相对较暗(与太阳相比约是一百万分之一亮度)的日冕部分。但是在日全食时,月亮挡住了太阳圆盘大部分的面积,使得周围黯淡的日冕及色球层可以显现出来,从而进行观测。

说起原理很简单,也许有人会说,拿一块圆板挡在望远镜和太阳中间,把太阳光遮掉不就可以了嘛。实际上,要做一个日冕仪是非常困难的:天空之所以会呈现蓝色,是因为太阳光中蓝色波段发生严重的瑞利散射,使得天空整片都变亮。如果仅只是挡掉中间的太阳光,射到别处的太阳光仍然会散射到望远镜里面,望远镜里还是一样亮。

怎么办呢?只有把望远镜搬到大气散射程度比较小的地方,像高山,甚至外太空。