中科院上海技物所研制的太阳磁场测量光谱仪作为 AIMS 望远镜的核心部件,帮助科研团队首次观测到太阳耀斑爆发脉冲阶段低层大气磁场会明显减弱,这项成果已经发表在《自然・天文学》,补上了长期以来耀斑爆发时低层磁场演化看不清的短板。过去传统观测手段很容易被耀斑剧烈辐射干扰,测量精度差、抓不住快速变化的磁场信号,这套中红外傅里叶变换光谱仪把磁场测量精度从百高斯级别提升到优于十高斯,直接完成了 X1.5 级耀斑的光谱演化观测,也填补了国际中红外太阳磁场直接观测的空白,对理解太阳磁能释放、空间天气预警都很关键,下面把仪器参数、观测难点、科研价值拆开讲清楚。
一、AIMS 望远镜与光谱仪核心清单
- 项目全称:用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统(AIMS 望远镜)
- 观测地点:青海冷湖赛什腾山 D 观测平台,2025 年 10 月正式投入使用
- 核心载荷:上海技物所研制红外傅里叶变换光谱仪
- 光谱仪指标:光谱分辨率 0.004 cm⁻¹,搭载 128 像元探测器
- 合作单位:国家天文台、上海技物所、西安光机所等多家单位联合研制
- 论文期刊:《自然・天文学》(Nature Astronomy)
- 观测目标:X1.5 级太阳耀斑,捕捉耀斑脉冲相磁场动态变化
二、新旧太阳磁场观测方案对比表
| 对比项目 | 传统偏振光谱观测 | AIMS 这套中红外光谱仪方案 |
|---|---|---|
| 测量精度 | 百高斯量级 | 优于十高斯 |
| 对耀斑适应性 | 耀斑爆发时光谱失真,容易失效 | 抗耀斑干扰,可直接测谱线分裂 |
| 依赖条件 | 依赖复杂大气偏振辐射模型 | 不依赖复杂模型,直接诊断磁场 |
| 观测波段 | 可见光、近红外为主 | 中红外波段 |
| 能力短板 | 很难捕捉耀斑短时脉冲相变化 | 可以抓取耀斑几分钟内快速磁场演化 |
三、之前很难观测耀斑磁场变化的主要卡点
- 耀斑脉冲相持续时间很短,一般只有几分钟,能量集中释放,高能辐射会打乱常规光谱信号,传统方法直接测不准。
- 旧的偏振诊断方式要套复杂辐射转移模型,一旦耀斑扰动大气,模型就不匹配,数据可信度低。
- 耀斑演化速度极快,想要高时间分辨率观测,就会压低信噪比,精度很难兼顾。
- 中红外波段太阳磁场观测设备稀缺,之前国际上缺少成熟的成像型红外傅里叶变换光谱仪。
四、本次观测发现带来的价值
- 科学层面:证实耀斑带下方磁场强度明显减弱,完善耀斑能量释放的物理模型,搞清楚磁能怎么转化成耀斑的光和高能粒子。
- 工程层面:这套光谱仪是国际首台用于太阳磁场测量的高光谱分辨率成像型红外傅里叶变换光谱仪,核心部件国产化。
- 应用层面:太阳耀斑是地磁暴、空间灾害天气的源头,摸清磁场变化规律,能提升空间天气预警能力,保护卫星、电网、通信设施。
【相关 FAQ】
问题 1:上海技物所研制光谱仪助力首次观测到太阳耀斑下的磁场变化,这个光谱仪装在哪台望远镜上?
回答 1:上海技物所研制光谱仪助力首次观测到太阳耀斑下的磁场变化,光谱仪是 AIMS 望远镜的核心载荷,AIMS 望远镜部署在青海冷湖赛什腾山观测平台。
问题 2:上海技物所这套光谱仪,观测太阳耀斑磁场变化相比老设备强在哪?
回答 2:上海技物所这套光谱仪可以在中红外波段直接测量磁场,把磁场测量精度从百高斯提升到优于十高斯,不受耀斑爆发干扰,不用依赖复杂辐射模型,能抓住耀斑脉冲相短暂的磁场变化。
问题 3:首次观测到太阳耀斑下的磁场变化,对我们普通人有什么实际意义?
回答 3:首次观测到太阳耀斑下的磁场变化,可以帮助科研人员吃透耀斑爆发机制,提升太阳风暴、空间天气预报水平,减少强耀斑对卫星、地面电网、航空通信的破坏风险。
【参考资料】
[2026-11-12](上海技物所研制光谱仪助力首次观测到太阳耀斑下的磁场变化)上海科技党建
[2026-11-11](太阳磁场测量光谱仪助力首次观测到太阳耀斑下的磁场变化)中国科学院上海分院
[2026-11-08](科学家发现耀斑期间太阳低层磁场减弱)科学网
[2026-11-04](AIMS 望远镜首次观测到太阳耀斑下的磁场变化)上观新闻
[2026-11-04](中国 AIMS 望远镜发现耀斑爆发期间太阳大气磁场明显减弱现象)中新网
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本文为天文科研公开成果整理,观测数据、科学结论以期刊论文和中科院官方发布为准,相关设备仍在持续观测迭代,内容仅作科普资讯参考,不代表可以直接用于工程预警落地。
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