Daniel K. Inouye太阳望远镜是世界上最强大的太阳望远镜，由美国国家科学基金会(NSF)国家太阳天文台(NSO)运营，成功地绘制了第一张详细的太阳日冕磁场图，取得了太阳物理学的重大突破。
这个里程碑是由美国国家天文台副天文学家汤姆·沙德博士领导的，发表在《科学进展》杂志上，并承诺加强我们对太阳大气的理解，以及它的变化条件如何导致对地球上依赖技术的社会的影响。
日冕，即太阳的外层大气，极大地影响太阳风和空间天气事件，如太阳耀斑和日冕物质抛射。然而，驱动这些事件和日冕的磁力很难测量。
该望远镜直接绘制了日冕磁场的强度图，日冕是日全食期间可以看到的太阳大气层的外层。这一突破有望增强我们对太空天气及其对依赖技术的地球社会的影响的理解。
日冕:太空天气的发射台
太阳磁场在太阳大气层中产生了一些区域，这些区域通常由太阳黑子组成，这些区域储存着大量的能量，为太阳风暴的爆发提供燃料，并驱动太空天气。
日冕，太阳的外层大气，是一个过热的领域，在那里这些磁之谜得以揭开。绘制日冕磁场对于理解和预测太空天气以及保护我们在地球和太空中的技术至关重要。
为什么重要?
地球磁场保护我们免受太阳风的影响，保护我们的大气层，使生命成为可能。然而，极端太阳爆发产生的电磁场和高能粒子可能会破坏卫星、电网和其他我们在日益科技化的社会中需要的系统。
了解这些动态的相互作用，它们在从几天到几个世纪的时间尺度上发生变化，对于保护我们的基础设施和当前的生活方式至关重要。
长期以来，测量日冕的磁性一直是天文学家和技术极限面临的挑战。今天，井上太阳望远镜是用来研究日冕的最先进的设备，它绘制了首张日冕磁场图，这是迄今为止最详细的日冕磁场图，为解开这些谜团迈出了关键的第一步。
井上太阳望远镜首次绘制日冕磁场图
自20世纪50年代以来，太阳物理学家已经绘制了太阳表面的磁场图，提供了有价值的见解。然而，长期以来，人们一直在寻找地表以上区域(如日冕)的磁场图，因为太阳风暴正是在这些区域产生的。井上岛位于夏威夷毛伊岛哈雷阿卡拉山顶附近，现在提供了满足这一关键需求的能力。
Inouye号利用塞曼效应，通过观察光谱线分裂来测量磁场特性，绘制了第一张详细的日冕磁场图。光谱线是出现在电磁波谱中特定波长的独特线条，代表原子或分子吸收或发射的光。
这些谱线的作用就像“指纹”，因为它们对每个原子或分子都是独一无二的，使科学家能够通过观察它们的光谱来识别天体的化学成分和物理特性。当暴露在磁场中，比如在太阳下，这些线就会分裂，这让我们了解了物体的磁性。
之前探测这些信号的尝试(上一次报告是在20年前)缺乏广泛科学调查所需的细节和规律性。如今，“井上号”拥有无与伦比的能力，可以对这些关键信号进行详细、定期的研究。
技术奇迹
通常情况下，人们只能在日全食期间看到日冕——一个比日盘暗淡100万倍的区域，此时大部分太阳光线被遮挡，地球的天空变暗。
然而，井上号使用一种叫做日冕术的技术来制造人工日食，使它能够探测到极其微弱的偏振信号——比太阳盘微弱10亿倍——突出了它无与伦比的灵敏度，巩固了它作为观测我们的主星的独特窗口的地位。
Inouye通过其低温近红外光谱仪(Cryo-NIRSP)完成了这一任务，这是该望远镜用于研究日冕并绘制其磁场图的主要仪器之一。这个仪器是由夏威夷大学天文研究所设计和制造的。
“井上号在绘制太阳日冕磁场方面的成就证明了这个开创性的独特天文台的创新设计和能力，”NSO科学家、该研究的第一作者汤姆·沙德(Tom Schad)说。“这一突破有望大大提高我们对太阳大气及其对太阳系影响的理解。”
未来前景
这一里程碑标志着太阳物理学新时代的开始。井上号在绘制太阳日冕磁场图方面的成功，重申了它的愿景和使命，并为了解太阳对太空天气的影响开辟了新的领域。
“就像地球表面和大气的详细地图可以更准确地预测天气一样，这张令人兴奋的日冕磁场完整地图将帮助我们更好地预测太阳风暴和太空天气，”美国国家科学基金会项目主任嘉莉·布莱克博士说。
“在这张地图上捕捉到的不可见但非常强大的力量将推动太阳物理学在下个世纪乃至更长的时间里发展。”
国家天文台主任Christoph Keller说:“绘制日冕磁场强度图是一项基础科学突破，不仅对太阳研究，对天文学也是如此。”
“这是一个新时代的开始，我们将了解恒星的磁场如何影响行星，在我们自己的太阳系和我们现在知道的数千个系外行星系统中。”
正在进行的和未来的研究将改进诊断工具和技术，从而更深入地了解太阳的磁场环境及其对地球和太阳系的影响。
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