【康沃真空網】要研究太陽的活動,需要使用不同于夜空觀測的望遠鏡。真空望遠鏡就是此類望遠鏡之一。被捕獲的陽光的路徑在其真空室中保持不受干擾。
天文學家使用光學設備觀測恒星時,對每一個入射光子心存感激。他們的望遠鏡透鏡越來越大,其主要目的是捕捉盡可能多的稀疏光,這些光經過漫長旅程從遙遠的星系抵達地球。他們不需要擔心這些弱射線的任何副作用。
但是,有一顆恒星適用不同的規律:那就是太陽,它向我們地球釋放出大量的高能輻射,正是這些輻射使得地球的生命賴以生存。因此,太陽天文學家需要處理大量的光線,他們必須通過技術手段從光線中過濾出想要的圖像。
這里有一個關鍵問題,即熱量。由透鏡聚焦的被捕獲的光線也會帶來巨大的能量。這會加熱普通望遠鏡中的空氣,使空氣上升。空氣的折射率隨溫度的變化而變化,通過的光束在設備內部湍流的作用下發生偏轉。捕獲的圖像將變得模糊,不再具參考價值。
為避免此影響,研制了專用于太陽觀測的真空塔式望遠鏡 (VTT)。弗萊堡(Freiburg)基彭豪伊爾(Kiepenheuer)太陽物理研究所在特內里費 (Tenerife) 設立的 VTT 望遠鏡就是其中之一。此望遠鏡需要盡可能遠離地面上被太陽加熱的湍流空氣層,因此被放置在一個 38 米高的塔中。為進一步減少環境空氣的運動,塔被漆成亮白色。這意味著它自身吸收的熱輻射極小。
塔頂的兩個旋轉鏡捕捉陽光。它們將光引導到望遠鏡所在的垂直安放的管道中。此腔體長21 米,直徑 1.8 米。年度維護工作之后,每次使用兩臺串聯真空泵將腔體抽真空到不足 0.5 毫巴的真空度。
由于腔體的長度,望遠鏡的焦點位于真空中。穿透的熱輻射不會在此部分產生任何空氣湍流,從而避免了因加熱而產生的光學條紋。天文學家使用 VTT 等工具獲取太陽黑子的詳細圖像。它們的活動直接影響地球磁場。此外,他們還影響電氣器件和設備的功能。
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除了光之外,太陽還向太空源源不斷地發射帶電粒子。這種“太陽風”不斷與地球磁場發生碰撞,幸運的是,太陽風在其作用下發生偏轉。若非如此,這種粒子風暴就會襲擊地球表面,消滅這里的所有生命。然而,太陽風強勁度并非一成不變。其形成受太陽磁場的影響。其波動導致太陽表面每 11 年就會形成相當數量的太陽黑子。它們通過額外的粒子發射增強太陽風,進而可能發展成“太陽風暴”。1989 年 3 月 13 日就發生過此類風暴,在 90 秒內使加拿大魁北克省的電網陷入癱瘓,造成的損失超過 10 億美元。