作者:Eric Hand,来自Nature 杂志
尽管太阳既近又亮,但我们对其的透彻理解仍然不足。原因之一是,即使是世界上最大的太阳望远镜,也无法研究太阳表面翻滚的一些特征,因为它们太小且寿命太短。
如果美国国家太阳天文台 (NSO) 继续推进其最新项目——先进技术太阳望远镜 (ATST),这种情况将会改变。ATST 是一座计划在夏威夷茂宜岛最高峰哈雷阿卡拉山顶建造的巨型太阳观测设备。本月,一位官方指定的仲裁员将权衡科学家的目标与环保主义者和夏威夷原住民团体提出的异议,以决定这项耗资 2.98 亿美元的项目是否能在今年晚些时候破土动工。
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ATST 的孔径是现有太阳望远镜的两倍多(参见“关注太阳”),4 米的口径将足够大,可以探测太阳上的微小结构,特别是磁通量管——太阳黑子迄今未见的先兆。反过来,太阳黑子会引起巨大的日冕环和耀斑,这些耀斑会释放辐射爆发并引起磁扰,有时会威胁到航天器、通信网络和电力网。
太阳物理学家表示,分辨率的提高应有助于太阳科学进入预测空间天气的具有挑战性的领域。“社会需求确实在推动这个领域的发展,”密歇根大学安 Arbor 分校的太阳物理学家托马斯·祖布臣 (Thomas Zurbuchen) 说,他是一位太阳物理学十年调查的副主席,该调查计划于明年三月发布其研究优先事项。
尽管磁通量管不是 ATST 将要探索的唯一现象,但它们尤其令人感兴趣,因为这些短暂的、100 公里尺度的特征被认为是磁场线穿过太阳表面的通道。研究它们的发展应该有助于揭示可能影响地球的更大规模的太阳现象。“如果你想了解日冕加热和太阳风加速,那么你必须了解这些基本尺度,”加利福尼亚州斯坦福大学的太阳物理学家托德·霍克塞玛 (Todd Hoeksema) 说。
最终,太阳天文学家希望使用全球望远镜网络 24 小时监测太阳。欧洲计划在加那利群岛建造一台类似尺寸的望远镜,印度正在考虑建造一台 2 米的仪器。但如果 ATST 通过最后一关,它将率先建成。
去年 12 月,在 NSO 选择该地点七年多之后,夏威夷土地和自然资源委员会批准了开发该地点。一个名为 Kilakila O Haleakala(夏威夷语意为“雄伟的哈雷阿卡拉”)的团体对该决定提出异议。一种濒危海鸟,夏威夷海燕或 'ua'u (Pterodroma sandwichensis),在拟建地点附近筑巢。此外,一些夏威夷原住民表示,望远镜的白色朴素外壳——控制镜筒光学路径内热引起的空气对流是必要的——将会在圣地留下伤疤。但望远镜建造者表示,他们将尽一切努力减轻影响。建筑工人将限制可能导致海燕洞穴坍塌的振动,并将接受“场所感”培训,以避免文化上不敏感的失误。
檀香山律师 Steven Jacobson 是委员会指定的重新评估许可证的仲裁员,他说他将在下周提交他的建议。NSO 主任 Stephen Keil 谨慎乐观地认为 Jacobson 会给望远镜开绿灯——尽管他已经看到这个过程之前经历了很多曲折。“它让我每晚都睡不着觉,”他说。“这是在夏威夷做生意的一部分。”
还有其他问题需要解决——尤其是资金紧张的国家科学基金会是否能找到足够的资金。来自 2009 年经济刺激计划基金的 1.46 亿美元注资已用于望远镜镜片的早期工作。但 Keil 表示,如果项目要按计划在 2018 年开始运营,则需要每年约 3000 万美元的“弥补”资金——是 2011 年收到的金额的六倍。
到那时,一个新的太阳信息交换中心将准备好接收来自望远镜的数据。9 月 30 日,负责监督 NSO 的大学天文研究协会董事会宣布,天文台总部将迁至科罗拉多大学博尔德分校。该搬迁计划于 2016 年进行,将标志着 NSO 目前位于新墨西哥州太阳黑子镇和亚利桑那州图森市的总部以及两个地点的老化的太阳望远镜的终结。管理者希望,人员和资源的整合,再加上 ATST 预计的强大功能,将为该领域迎来一个新时代,使天文学家能够以全新的视角观察太阳。
本文经 Nature 杂志许可转载。该文章于 2011 年 10 月 11 日首次发表。