http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2012-08-26
科学家研究活跃期太阳风暴 探索外星天气预报
来自太阳的离子风暴将影响地球乃至其他行星空间天气
腾讯科学讯（Everett/编译）据国外媒体报道，近日一份由超过85位科学家编制的空间天气报告提出了我们应该如何建设空间天气预计监测网，并强调了监视空间天气变化的必要性，以便我们更好地了解太阳的活动规律，以及来自太阳的等离子风暴是如何影响地球以及太阳系中的其他行星。科学家们认为太阳这颗距离我们最近的恒星具有潜在造成全球范围内电子仪器损坏的可能。
这份新的研究报告使得科学界重新开启了对太阳以及太阳活动深远影响的研究，随着太阳活动进入活跃期，这项研究也成为未来十年最为紧迫的天体探索目标。在上周三，该研究报告公布于美国国家研究理事会，确定了具体的科学探索目标并提供了未来数年如何对空间天气研究的建议等。
作为美国国家研究理事会太阳以及空间物理环境第二个十年调查计划，由，科罗拉多大学的丹尼尔·贝克（Daniel Baker）领导的研究小组完成了长达455页报告，确定了2013年至2022年太阳物理学以及空间研究的优先事项，其中有超过85位科学家和空间系统工程师参与了对日地环境的研究，其中包括美国国家航空航天局、国家自然科学基金和国家海洋与大气管理局（NOAA）。
根据美国密歇根大学教授、未来十年空间天气研究计划副主任托马斯·祖尔布彻（Thomas Zurbuchen）介绍：“我们真的有一种感觉认为未来十年将会重点了解空间天气变化的动力学因素，并解释其形成原因。”科学家们希望下一阶段的研究应该更好地了解太阳，并且探索太阳风暴行为是如何影响地球以及太阳系中的其他行星的空间环境，建议何种类型的行星际探索任务或者日地空间环境监视计划应该得以实施，在执行这些任务的过程中应该如何控制成本效益，但并不是以牺牲潜在的科学回报为代价。
参与该计划的研究人员还建议采取中型任务框架，这些任务的花费在400万至900万美元之间，并鼓励进行国际间的合作方式，充分利用各航天研究机构的现有资源。根据美国国家科学基金会、航空航天局以及国家大气和海洋管理局的策略建议，研究人员试图提升太阳日地空间天气事件、空间物理的关注度和重要性。对于这些新的空间任务，我们需要采取不同方式的数据收集工作，通过发射中型探测器进行组网观测是一个重要的途径。空间天气研究计划副主任托马斯·祖尔布彻认为未来十年日地空间物理探索计划将通过微型卫星与大型探测器相结合的探测手段，形成覆盖面较广的空间天气预报星座系统。
十年日地空间天气的主要科学目标为调查太阳风暴等活动的起源并研究太阳在活跃期内的变化趋势；通过研究地球磁层、电离层和高层大气的特征，将其与太阳活动变化相联系，判断对地面可能造成的影响，比如对电力设施的损坏程度，这样的研究可以分析地球与太阳间的关系变化。此外，科学家们也试图探索太阳风暴带来的等离子体流活动对星际介质以及其他行星的影响，观察两者之间存在何种关联。最后，将太阳活动对太阳系的影响进行跟踪，比如欧洲空间局与美国国家航空航天局合作研制的太阳和太阳风层探测器（SOHO）。
该研究报告中科学家希望美国国家航空航天局扩大太阳物理学的研究范围，提高每年7000万美元的科研经费，这将允许更多的小型探测器和中型探测平台任务的发射，通过微型和中型探测器的互相搭配，这样才能更适用于日地空间天气的预警并提高监控的敏捷性。
由于该报告考虑到预算的限制，编制委员会建议不采用额外的资金，对此，科罗拉多大学科学家丹尼尔·贝克认为新的空间探索计划需要更有创意，才能在预算上可以得到支持。科学家们也提出未来十多年多日地关系的研究中，如何促进新技术的发展以及全民科普意识的提高，比如对科学中心进行投资，或者通过其他渠道进行空间物理知识的普及和教育，培养下一代的科研人员。本项对日地空间天气的研究预警任务及调查由美国国家航空航天局和美国国家科学基金会主办。
[腾讯网]
中国将建口径8米巨型太阳望远镜
新华网北京8月21日电(记者李惠子、姬少亭)中国科学家正为设计中的巨型太阳望远镜选址。这一口径为8米的地面望远镜可望在未来20年的“探日”领域处于国际领先地位。
中国巨型太阳望远镜计划推动者、中国科学院国家天文台怀柔观测基地主任、总工程师邓元勇对新华社记者说，目前国内太阳研究界已经启动了“西部太阳选址”计划，期望利用4年左右的时间，在中国境内天文气象条件最好的西部为巨型太阳望远镜和其他下一代太阳观测设备选出最佳观测台址。
他说，这一巨型太阳望远镜获取的数据将有助进一步理解太阳爆发活动的成因，为空间天气预报提供新的手段和重要依据。
根据长期的天文气象资料分析研究，中国有许多“潜在的优秀台址”能满足中国巨型太阳望远镜的需求。邓元勇和同事将在北京举行的第28届国际天文学联合会大会上与国际同行分享这一计划的进展。这一被称为“天文界奥林匹克”的大会21日开幕，为期两周。
中国科学家们首先根据气象局提供的卫星云图信息进行普选，然后进行实地踏勘，足迹已遍及全国。邓元勇说，台址或将会在川滇藏一带。
中国科学院云南天文台首席科学家林隽说，台址要远离城市的喧嚣，无现代工业。望远镜还可监测所在地太阳辐射、环境的变化。
邓元勇说，这架中国巨型太阳望远镜将在性能上超越国际上正在计划中的4米口径地基太阳望远镜，包括将落户夏威夷的美国太阳望远镜ATST和欧洲太阳望远镜EST，从而成为世界上空间分辨率和偏振测量精度最高的太阳红外和光学望远镜。
高时空分辨率的太阳观测是目前和未来相当长时间内太阳物理研究最重要的角逐方向。中国巨型太阳望远镜项目正是瞄准这一方向。由于观测的限制和理论的局限，太阳活动起源等仍是太阳物理研究尚未攻克的难题。
邓元勇说，由于探测器的限制以及太阳辐射能量的急剧衰减，中远红外波段是最后一个未被开发的太阳物理观测窗口，蕴育着诸多未知的观测机遇。这架望远镜结构的两个备选方案之一——环型太阳望远镜结构如能最终实现，将是国际上第一架巨环形太阳望远镜，“是进军这块处女地的最犀利武器”。
中国在天文望远镜建造方面已取得诸多经验，可供借鉴，如已完成的用于夜间天文观测的光纤光谱天文望远镜(LAMOST)和正在实施的500米口径球面射电望远镜(FAST)。
邓元勇说，从目前中国最大的1米口径太阳望远镜跨越式发展到8米口径，并且拟采用环形结构这一新型方案，需要突破诸多关键技术，预计研制周期为10年，前5年进行方案设计和关键技术预研究，后5年左右的时间完成建造。
“太阳观测望远镜，我们计划是天上一个，地上一个。”邓元勇说，中国正在计划未来几年发射口径为1米的空间太阳望远镜，超越目前在轨运行的太阳探测卫星“日出”上搭载的口径为0.5米的太阳光学望远镜。后者由日本、英国和美国联合研制，2006年升空。
林隽说，天文设备瞄准国际最前沿课题和技术，一方面发展空间观测，避免地球大气干扰；另一方面，鉴于发射空间设备的难度和风险，现有发射器载重限制了空间望远镜的口径、重量和复杂程度，因此中国同时发展大型天、地太阳观测设备，地面和空间均衡发展。
[新华网]
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我国南极天文台或2020年投用：可远程遥控
本报记者 刘欢
中国科协昨天（8月23日）举办“探秘宇宙”科学家和媒体面对面活动，紫金山天文台研究员、中国南极天文研究中心主任王力帆透露，南极天文台有望在2020年投入运行，这也是我国首个境外天文台。该天文台的望远镜将无需值守，可远程遥控观测。
南极天文台已完成选址
未来，南极内陆冰盖将出现一个飘扬着五星红旗的南极天文台。据王力帆介绍，中国南极天文台的选址和小型设备安装已基本完成，项目的建设周期为五年，2020年有望投用。
南极天文台的建设地点是在南极的冰穹A。据了解，这是南极内陆最高点，海拔4000多米，年平均温度零下58.7℃，是世界年均温度最低的地区。此地含氧量仅为内陆的60%，大气扰动小、透明度高、可连续观测，是目前全球地面上最好的天文台址之一。
王力帆说，参与建设南极天文台的中国科学家将达50名左右，但天文台整个望远镜可实现自动遥控运行，科学家可远程遥控，并不需要有人赴南极日夜坚守。
“先锋”设备已获大量数据
作为南极天文台的“先锋”，南极小望远镜阵和施密特小望远镜阵的首台巡天望远镜已分别在2008年和2011年进驻南极冰盖。
包括4个14.5厘米口径望远镜的我国首架小型光学望远镜阵，已取得大量科研成果。天文学家最近刚刚将其从南极取回，明年将进行升级。
计划安装的南极巡天望远镜包括三台50厘米口径的望远镜，其中一台今年1月已安装并投入观测，另外两台将在明年和后年安装。最近，首台巡天望远镜也已获得大量科学数据，储存在南极昆仑站。王力帆解释说，天文望远镜观测的数据量非常大，如果通过卫星传输，速度很慢，必须每年由科研人员到南极昆仑站取回，并维护、更新望远镜发电机等仪器。
红外望远镜分辨率逼近哈勃
南极天文台最重要的设备是一台5米口径的射电望远镜和一台2.5米口径的光学红外望远镜。
王力帆介绍说，2.5米口径的光学红外望远镜上将安装大型CCD相机，其分辨率将逼近美国哈勃望远镜。
“2.5米口径的光学红外望远镜可以达到大气环境所允许的极限。”王力帆介绍。“由于观测天区较小，哈勃望远镜一幅图只能拍摄五千多个星系，而我们的红外望远镜一幅图能拍摄几千万个星系。”
据了解，两台望远镜建成后，将会面向暗物质、暗能量、宇宙天体和生命的起源等天文学最前沿领域开展科学观测。
[北京日报]
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