中国地基大太阳望远镜

随着中国太阳物理及空间科学的发展,地基大型光学和红外太阳观测设备已成为中国不可或缺的科研装置.本文首先从太阳物理研究及空间灾害性天气预报的角度阐述了发展大型地面太阳观测设备的必要性,回顾了近年来我国及全球地基太阳望远镜的现状,介绍了欧美下一代大型地基太阳物理观测设备的主要构想及计划,重点叙述了由我国太阳物理界共同提出的中国大型地基太阳望远镜计划及其关键技术和试验,最后介绍了该计划（包括台址勘选）的进展状况.     

中国巨型太阳望远镜

建设中国下一代大型地面太阳望远镜是我国太阳物理学科的共识.与当代1 m量级口径的地面大型太阳望远镜相比,下一代地面大型太阳望远镜更关注太阳和恒星物理的基本问题,对分辨率和磁场测量精度提出了更高的要求.计划中的中国巨型太阳望远镜是一架分辨率口径达到8 m,有效聚光面积不小于20 m2的望远镜,可探测太阳大气的基本结构及其演化.中国巨型太阳望远镜将为人类最终解决恒星磁场的起源、日冕加热等基本物理问题提供详尽的观测证据,为准确预报空间天气提供必要的理论和观测依据.     

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.     

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.     

太阳立体探测任务设想

太阳空间探测在太阳物理前沿科学问题研究和空间天气预报应用研究方面具有重要的意义.人类在60余年的太阳空间探测活动中,取得了一系列重要成果,但仍存在诸多根本性重大问题有待解决.太阳立体探测可以克服单视角观测的局限,获取全方位、多要素的物理数据,促进解决太阳物理中的重大科学问题.本文介绍了太阳内部结构和磁场起源、太阳活动机理研究、太阳活动的全日球空间天气效应和空间天气预报模式研究4个科学目标,太阳立体探测任务空间布局、系统组成和探测器总体设计,以及太阳立体探测任务的有效载荷配置和主要技术指标.     

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.     

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