這一里程碑有望增強我們對太陽大氣及其變化條件如何對我們依賴科技的社會產生影響的了解。

井上太陽望遠鏡展示了第一張使用塞曼效應測量的太陽日冕磁場訊號圖。圖片來源：NSF / NSO / AURA / NASA 太陽動力觀測站。

地球磁場保護我們免受太陽風的影響，保護我們的大氣層，並使生命成為可能。

然而，極端太陽爆發產生的電磁場和高能量粒子可能會擾亂衛星、電網和我們在日益技術化的社會中所需的其他系統。

了解這些動態相互作用，其變化時間從幾天到幾個世紀不等，對於保護我們的基礎設施和當前的生活方式至關重要。

測量太陽日冕或外層大氣的磁性長期以來一直挑戰天文學家和技術的極限。

如今，位於夏威夷毛伊島哈雷阿卡拉山頂附近的丹尼爾井上太陽望遠鏡是設計用於研究日冕的最先進設施。

它透過製作第一張日冕磁場圖（迄今為止最詳細的圖），在解決這些謎團方面邁出了關鍵的第一步。

「井上號在繪製太陽日冕磁場圖方面取得的成就證明了這個開創性的獨特天文台的創新設計和能力，」美國國家科學基金會國家太陽天文台研究員湯姆·沙德博士說。

“這一突破有望顯著增強我們對太陽大氣及其對太陽系影響的了解。”

研究人員利用塞曼效應創建了詳細的日冕磁場圖，塞曼效應透過觀察譜線分裂來測量磁性。

他們解釋說：“譜線是出現在電磁波譜中特定波長的獨特線，代表原子或分子吸收或發射的光。”

“這些線條就像指紋，因為它們對於每個原子或分子來說都是獨一無二的，使科學家能夠通過觀察天體的光譜來識別天體的化學成分和物理特性。”

“當暴露在磁場中時，例如在太陽中，這些線會分裂，這讓我們能夠深入了解物體的磁性。”

先前檢測這些訊號的嘗試（最後一次報告是在二十年前）缺乏廣泛科學研究所需的細節和規律性。

如今，井上號無與倫比的功能可以對這些關鍵訊號進行詳細、定期的研究。

通常，人們只能在日全食期間看到日冕，此時大部分太陽光被阻擋，地球的天空變暗。

然而，井上望遠鏡使用一種稱為日冕術的技術來製造人造日食，使其能夠探測到極其微弱的偏振信號，突出了其無與倫比的靈敏度，並鞏固了其作為觀察我們母星的獨特窗口的地位。

該望遠鏡透過其低溫近紅外線分光偏振計（Cryo-NIRSP）實現了這一目標，這是該望遠鏡用於研究日冕和繪製其磁場的主要儀器之一。

「正如地球表面和大氣層的詳細地圖可以實現更準確的天氣預報一樣，這張令人興奮的完整日冕磁場地圖將幫助我們更好地預測太陽風暴和太空天氣，」美國國家科學基金會計畫的凱莉·布萊克博士說國家太陽觀測月台長。

“這張地圖中捕捉到的看不見但異常強大的力量將推動太陽物理學進入下一個世紀及以後。”

「繪製日冕磁場強度圖是一項根本性的科學突破，不僅對於太陽研究，而且對於整個天文學來說都是如此，」國家太陽天文台主任克里斯托夫·凱勒博士說。

“這是一個新時代的開始，我們將了解恆星的磁場如何影響行星，在我們自己的太陽系和我們現在所知的數千個系外行星系統中。”

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本文改編自國家太陽觀測站的原始版本。