日冕|日冕观测进化史:日食太少,我们就造一个出来( 二 )


简单说 , 可以把它理解成一种安装了遮挡盘的望远镜 , 功能就是在没有日全食时 , 通过仪器的特殊结构模拟太阳在日全食时的影像 , 进行日冕观测 。
传统的日冕仪按组成结构可分为:内掩式、外掩式 。
内掩式日冕仪是将物镜放置在望远镜前端 , 在物镜成像的一次像面处设置一遮挡板(内掩体) , 该遮挡板就相当于日全食时的月亮 。 壮观绚丽的日冕光通过二次成像系统 , 就能进入我们的视线 。
它长下面这样:
日冕|日冕观测进化史:日食太少,我们就造一个出来
本文插图
外掩式日冕仪是在物镜前端安置遮挡板(外掩体) , 遮挡太阳直射光 , 日冕光经物镜一次成像后 , 进入准直系统 , 并经二次成像系统 , 尽收眼底 。
用日冕仪观测到的日冕是这样的:
日冕|日冕观测进化史:日食太少,我们就造一个出来
本文插图
日冕仪虽好 , 却不容易造 , 也不是万能的
和朋友聊天的时候 , 经常会听到大家对日冕仪的一些误解 。
比如 , 不少人会说 , 这日冕仪可太好了 , 有了它 , 岂不是每天都可以看日全食 , Paper发不停?
当然不是!
首先 , “人造日全食”并不容易 。 它需要攻克两项关键技术:一是日冕仪杂散光的抑制能力 , 二是为日冕仪的地面观测选择台址 。
在观测中 , 除了我们想要观测的日冕的光 , 其他光都是杂散光 , 包括太阳直射光 , 玻璃材料不够纯净、有杂质引起的散射光 , 甚至光学组件边缘的衍射光 , 等等 。 在设计日冕仪的时候 , 需要进行建模分析 , 通过设置掩体、运用高精尖抛光技术、选用优质玻璃等种种操作 , 把杂散光尽量消除 。
但是 , 因为日冕的亮度比太阳光球层要暗很多(我们一般用B⊙表示日面中心亮度 , 日冕能暗到10-5~10-13B⊙) , 所以难度非常大 。
日冕仪组装完成后 , 距离“人造日全食”就更近一步了 。
不过 , 要想成功获得“人造日全食” , 还有关键一步 , 就是需要优良的日冕仪观测台站 。
看太阳 , 还需要挑选地方?
当然!
日冕光从太阳传输至地面日冕仪的入射窗口 , 其实可以分为两个过程:第一阶段是日冕光经行星际空间传输至地球大气上界;第二阶段是经地球大气 , 从地球大气上界传输至地面日冕仪窗口 。
日冕|日冕观测进化史:日食太少,我们就造一个出来
本文插图
在第一阶段 , 日冕光不受地球大气扰动影响 , 可以认为很稳定 。 在第二阶段 , 日冕光经大气上界传输至地面日冕仪窗口 , 主要受到大气散射和气溶胶吸收的影响 。 即使在一些空气非常稀薄的高山上 , 大气散射的量级也能达到10-5-10-6B⊙ 。