太阳表面出现巨型暗条

<正>2015年2月9日,美国航空航天局的太阳动力学天文台(SDO)报道太阳表面上出现了有记录以来最长的暗条,长度大约85万公里,比太阳半径(70万公里,1万公里=10 Mm)还要长.但是,查看中国科学院国家天文台怀柔太阳观测基地(HSOS)色球观测记录,发现这个并不是有史以来最长的暗条,有一个比它长的暗条发生在2002年7月17日,长度约100万公里,出现在太阳北半球高纬地区,见怀柔基地太阳色球观测资料(图1).暗条是太阳上高温稀薄日冕大气中的冷密长薄结构,是色球表面最明显、最突出、最令人遐想的特征之一.它悬     

太阳极轨天文台

太阳极轨天文台利用高轨道倾角(≥80°)和小椭偏率轨道,将首次实现正面对太阳极区磁场和速度场高精度成像观测,结合多波段遥感和原位测量,为解决太阳磁活动周起源的世纪难题提供决定性观测,为破解“原始”高速太阳风的起源效应之谜提供直接观测支撑,为理解日球层整体结构突破性创建数据驱动的日球数值模型.     

ASO-S卫星：中国人的探日天眼

由中国太阳物理学家自主提出的中国第一颗综合性太阳探测专用卫星——先进天基太阳天文台（ASO-S）将于2022年10月在酒泉卫星发射中心发射升空,展开对太阳的探索之旅。ASO-S卫星将搭载更多空间望远镜,重点观测太阳高层大气状态,将与羲和号形成观测层次和观测波段的有效互补。     

冕环的自动检测算法和宽度统计分析

冕环是日冕结构的重要组成部分,对冕环的尺寸及形态学的研究有助于我们更好地认识冕环的内部结构,同时也为进一步理解日冕构造、日冕活动区演化、日冕加热、日冕磁场和日冕等离子体属性等相关问题提供线索.本文以冕环的自动检测算法和基于自动检测算法的冕环宽度统计为研究目标,首先,提出了一种有效的基于匹配滤波和非锐化掩模增强的冕环自动检测算法.其次,使用所提出的算法对太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory, SDO)的大气成像组件(Atmospheric Imaging Assembly, AIA)的图像和高分辨率日冕成像仪(Highresolution Coronal Imager, Hi-C)的图像中的冕环进行检测,并将检测结果与目前性能表现较优的算法——Oriented Coronal Curved Loop Tracing(OCCULT)的检测结果进行对比,以说明本文算法能检测到更多的冕环.进一步地,获得所有检测到的冕环的主轴和其局部方向,提取、计算和统计分析了它们的横切面轮廓宽度.最后,得到如下结论:(1)本文的冕环检测算法优于现存的性能较优的冕环检测算法OCCULT,因此可以进一步用于除了冕环宽度统计以外的其他与冕环相关的科学研究中;(2)与基于OCCULT算法的环宽统计结果相比,大样本统计结果更具有普适性,且证明了基于OCCULT算法的环宽统计结果对精细结构环宽样本的缺失导致其统计结果的不完整;(3)环宽统计结果进一步证明,相比于高分辨率的Hi-C, AIA/SDO的分辨率不足以分辨大部分的精细结构冕环.     

封面说明

正高分辨太阳观测图像对研究太阳物理有着非常重要的意义,但由于地基太阳望远镜受地球大气湍流等因素的影响,很难直接获取到高分辨的太阳观测图像.基于大量的短曝光观测数据,Knox-thompson法和重谱法是目前最为广泛应用的高分辨重建算法,但存在重建算法运算量大、耗时长、重建速度慢等一系列难题,严重影响了太阳高分辨观测的开展.昆明理工大学王锋教授快速高分辨太     

SOHO卫星发现第750颗彗星

由欧洲和美国宇航局于1995年12月发射的SOHO卫星(太阳和日球天文台)近日又发现了一颗新的彗星。据意大利安莎社14日报道,这是它在9年的观测过程中发现的第750颗彗星。SOHO卫星将这颗彗星的形状拍成照片,并被发表在SOHO网站上。由于拥有先进的日冕仪,SOHO卫星成为天文史上发现彗星数量最多的天文探测卫星。SOHO卫星是美国国家航空航天局(NASA)和欧洲宇航局(ESA)开展的一个太阳联合监测计划,因此,SOHO卫星又被称为“太阳和日球天文台”。SOHO卫星发现第750颗彗星     

窄带可调谐滤光器在太阳磁场测量中的应用

磁场测量是太阳科学观测中最重要的一部分,围绕磁场展开的相关研究是太阳物理的研究热点.磁像仪是一种可以进行高分辨磁场观测的精密测量器件,在地基和空间太阳观测中得到了广泛的应用.窄带可调谐滤光器是磁像仪获得窄带光的核心光学部件,其特性会对磁像仪的性能产生影响.滤光器分为两大类,具体可包括4种结构,不同结构具有不同的性能特征,可根据磁像仪的需求进行选择.本文调研了国内外著名地基、球载、空间太阳磁场望远镜,总结了太阳磁像仪中常用的各种窄带可调谐滤光系统的实现方式,滤光器的结构、原理、轮廓特性以及在磁像仪中的应用场景,归纳了不同太阳磁像仪滤光系统的设计特点和关键技术,以期为未来太阳磁像仪滤光系统的研制提供参考.     

中国科学院国家天文台太阳物理研究20年

中国科学院国家天文台自2001年成立以来,汇集了与太阳物理有关的创新研究队伍和观测基地,是我国规模最大的太阳物理研究群体,拥有理论研究、观测分析和设备研制等综合优势. 20年来,国家天文台成功运行着多通道太阳磁场望远镜和太阳射电宽带动态频谱仪等世界一流的观测设备,研制了全日面太阳光学和磁场监测系统及明安图射电频谱日像仪(Mingantu Spectral Radioheliograph, MUSER)等新一代观测设备,正在研制中红外太阳磁场精确测量观测系统(accurate solar infrared magnetic measuring system, AIMS)、我国首个空间太阳望远镜ASO-S(Advanced Space-based Solar Observatory)的有效载荷全日面磁场望远镜(full-disk magnetograph, FMG)、米波-十米波射电频谱日像仪和行星际闪烁射电望远镜等新设备.本文着重回顾近20年国家天文台研究人员取得的一系列开拓性研究成果或亮点研究进展,进一步展望未来我国太阳物理界将主要在太阳磁场、太阳射电和深空太阳探测方面进行的重点突破,推动在太阳和日地物理中解决科学难题,包括太阳磁场与太阳周的起源、日冕加热、太阳爆发起源及其对日地空间环境的作用和影响等.     

明月几时有

“日地关系观测卫星”（Solar Terrestrial Relations Observatory）是两颗几乎完全一样的太阳探测器．它们从两个不同的角度同时观测太阳．就仿佛人类的一对“眼睛”同时看太阳一样。科学家们把这两颗卫星获取的数据结合起来能得到太阳的三维图像。     

一种全共享低交换并行高分辨太阳图像重建方法

高分辨图像重建在太阳物理研究中具有重要地位,但长期面临着观测数据量巨大,重建速度慢等难题,严重影响了太阳高分辨观测的开展.本文针对我国新一代太阳观测望远镜如一米新真空太阳望远镜(new vacuum solar telescope,NVST)、光学和近红外太阳爆发监测望远镜(optical and near-infrared solar eruption tracer,ONSET)的需求,通过实测方式细致分析了重谱法各模块的计算耗时,明确了数据交换性能是影响重建性能的关键瓶颈.在此分析基础上,提出了一种通用的全共享低交换并行高分辨图像重建方法.此方法基于消息传递接口技术(message passing interface,MPI)和共享内存机制,通过算法优化使重建计算进程完全利用共享内存来高速读写数据,显著减少进程间数据交换数量,降低通信开销.实验结果表明,本方法大幅度提高了重谱法和Knox-thompson法的重建性能,在单台16核PC服务器上,重建100帧ONSET 1660×1660像素大小图像和100帧NVST 1024×1024像素大小图像分别仅需约12.4和5.6 s,基本实现了实时高分辨重建的要求,为后续科学研究打下了坚实的基础.     

新知短讯

首幅太阳X射线照片GOES-N气象卫星是今年5月24日发射升空,在进入高度为3.6万千米指定圆形地球同步轨道之后更名为GOES-13。现正处于对其舱内仪器设备进行测试阶段,测试阶段估计需要200天。最近利用X射线波段工作的SXI(Solar X-ray Imager)照相机拍摄到首幅太阳照片,专家宣称获得的首幅太阳X射线照片质量非常出色。GOES-13卫星所有其他仪器都在观测地球表面和大气,只有SXI照相机瞄准太阳,它的主要任务是提供太阳活动信息。SXI照相机将观察太阳爆发、日冕物质喷发、太阳黑子和波长从0.6￣6纳米波段的活跃区域,这对于预报宇宙天气…     

风云三号C星太阳总辐照度观测结果分析

第二代极轨气象卫星风云三号C星(FY-3C)携带的太阳辐射监测仪(Solar Irradiance Monitor,SIM)是FY-3A/B星上同类载荷的改进型,称为太阳辐射监测仪II型(SIM-II).针对SIM-II在轨观测获取的日地平均距离处太阳总辐照度数据,通过与国外同类产品以及太阳黑子数据进行对比分析,检验SIM-II太阳总辐照度产品精度,评估仪器在轨观测能力.比对结果显示,SIM-II太阳总辐照度数据与国外同类产品相比在变化趋势上具有很好的一致性,与美国NASA发射的太阳辐射和气候变化试验卫星(Solar Radiation and Climate Experiment,SORCE)/总辐照度监测仪(Total Irradiance Monitor,TIM)产品的相对均方根偏差约为87×10?6,与比利时皇家气象研究所(RMIB)基于多个星基太阳总辐射观测数据处理得到的太阳总辐照度合成数据(简称RMIB数据)的相对均方根偏差约为140×10?6.SIM-II太阳总辐照度与太阳黑子数的相关性分析结果显示二者在极值分布上具有较好的对应;针对2014年10月太阳超强活动过程的监测结果显示,SIM-II和TIM观测的太阳总辐照度变化与太阳黑子面积变化相关,当太阳黑子面积增大2470时,SIM-II监测到的太阳总辐照度变化为?2.94 W/m2,TIM监测结果为?2.98 W/m2,说明SIM-II的观测结果能够定量反映由太阳活动导致的辐射能量变化.研究表明,FY-3C星太阳总辐照度数据已达到国际同类产品的观测精度,可以用于太阳活动及气候变化监测等相关研究.     

利用太阳自转提取全日面太阳望远镜的平场和偏振本底

平场和偏振本底改正是全日面单色像和偏振像数据处理的必要步骤.本文假设太阳自转一周过程中望远镜的平场和偏振本底不变,基于此从怀柔太阳观测基地第2144个卡林顿周的单色像和Stokes Q/I,U/I,V/I图像中利用中值算法提取出平场和Stokes I到Q,U,V的偏振本底.利用该方法提取的平场中包含一些小尺度的脏点、大尺度的光强不均匀性,提取的Stokes I到V的偏振本底成马鞍面分布,Stokes I到Q,U的偏振本底成倒钟形分布.平场改正后可以得到较理想的单色像.日面边缘偏振本底较大的宁静区扣除偏振本底后Stokes Q/I,U/I,V/I的平均值分别为-0.8×10~(-4),0.9×10~(-4),1.3×10~(-4),远小于改正前的-6.8×10~(-4),2×10~(-3),1.7×10~(-3).该方法无需定标观测,从常规观测数据中即可提取出平场和偏振本底,对天基、远程无人值守观测的数据标定具有重要的应用价值.     

中国太阳物理学研究进展

太阳物理学聚焦于距离我们最近,也是对我们最重要的恒星,处于天文学、行星科学、空间科学、等离子体物理学等学科的前沿交叉领域.很多基本科学问题的解决——宇宙天体磁场的起源、恒星磁活动周的演化规律和形成机制、恒星磁活动如何影响宜居环境和生命起源、如何预报太阳爆发活动以防止其对人类造成灾害性影响——都将得益于太阳物理学的突破性进展.近10年来,太阳物理学进入了多信使、全波段、全时域、高分辨、多尺度、多视角和高精度探测的时代,而最新发射的帕克太阳探针和即将发射的太阳轨道飞行器,将开启空间太阳探测的新纪元.我国首颗太阳探测卫星——先进天基太阳天文台将于2021年发射.在这重大变革的前夜,我们回顾和梳理了近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,并展望中国太阳物理学的发展和中国学者未来可能做出的贡献.     

基于特征点提取的复合材料显微图像自动拼接

在复合材料的三维重构中需要对图像进行拼接, 以解决序列图像的区域对应问题. 采用一种新的图像拼接融合方法, 对两幅放大倍数为1000倍的SiC/Al复合材料照片进行了拼接. 该方法首先对两幅待拼接的图像进行去噪处理, 采用Harris角点检测方法提取特征点, 并对这些特征点采用Canny边缘检测算子进行筛选. 在两幅图像重合的部分选取一定大小的模板进行基于像素的互相关匹配, 以选定用于匹配的特征点, 在此基础上运用SVD-ICP方法获取模板图像的偏转和平移参数, 然后依据这些参数对整幅图像进行变换, 建立两幅图像的统一坐标表示, 完成图像的拼接.     

嫦娥三号月面巡视探测器高精度定位

高精度的定位技术是嫦娥三号月面巡视探测器在月表实施科学探测任务的重要保障,本文提出了适用于月面环境无高精度控制点的立体图像条带网定位方法.首先,在地面控制场中,采用基于控制点的光束法平差方法获得精确的相机标定参数,进而计算出立体相机的摄影基线和相对方位元素.其次,通过像点匹配、前方交会完成图像的立体模型构建,然后根据不同摄站间的连接点序列建立立体图像条带网.依据连接点坐标观测值的权矩阵和扩展正交Procrustes理论,对立体图像条带网的数学模型进行最小二乘平差,直接获得月面巡视探测器的位置与姿态信息.最后在室内试验场内进行了新方法和传统光束法平差方法的对比验证,结果表明新方法在稳定性和计算效率方面优于后者,探测器定位精度相当.在此基础上,新方法应用于嫦娥三号月面巡视探测器的遥操作系统,充分满足了探测器的定位需求.     

宇宙动态

<正>彗星被太阳吞噬瞬间近日,太阳及日球层天文台拍到了克罗伊策掠日彗星与太阳"亲密接触"时被吞噬的画面。据悉,克罗伊策掠日彗星是数百年前解体的一颗大彗星的残骸,命名于德国天文学家海因里希-克罗伊策。     

太阳系外最小行星

近日,太阳及日球层天文台拍到了克罗伊策掠日彗星与太阳“亲密接触”时被吞噬的画面。据悉,克罗伊策掠日彗星是数百年前解体的一颗大彗星的残骸,命名于德国天文学家海因里希-克罗伊策。     

彗星搬太阳吞噬瞬间

近日,太阳及臼球层天文台拍到了克罗伊策掠日彗星与太阳“亲密接触”时被吞噬的画面。据悉,克罗伊策掠日彗星是数百年前解体的一颖大彗星的残骸,命名于德国天文学家海因里希-克罗伊策。     

瑞士首次拍摄到太阳磁通量管

用一种新的技术观察太阳,瑞士天文学家已经获得了高分辨能力的图像。这些图像揭示了太阳表面的小规模的磁活动区,它和太阳黑子活动(日斑)有关。苏黎世天文学研究所的克里斯托弗·凯勒(Chri-stopher U.Keller)说,关于这些叫做磁通量管的理论早就提出过,但至今无法进行直接详细地观察。在9月24日《自然》杂志上,凯勒宣布了第一次同时观察到了磁通量管的可见光和磁场信号。