太陽天文學家突破性捕捉日冕高畫質影像 揭開太陽神秘面紗

美國國家科學基金會(NSF)旗下國家太陽觀測站與紐澤西理工學院的天文學家，成功研發革命性的「日冕自適應光學系統」，有效消除地球大氣層造成的影像模糊問題，首次獲得史上最清晰的日冕動態影像。

這組驚人的影像中，包含一段長達16分鐘的縮時影片，記錄下速度接近每秒100公里的複雜等離子體流在日冕環系統前形成與崩塌的過程。科學家將這種前所未見的等離子體結構稱為「電漿團」，其獨特動態讓研究團隊亟欲找出背後的物理機制。

這些影像由大熊湖太陽觀測站的古德太陽望遠鏡(GST)搭配全新CONA日冕自適應光學系統拍攝，呈現太陽等離子體發出的氫-α光譜。雖然影像經過人工著色，但色調仍基於氫-α光的特性，其中較暗的顏色反而代表更強的光度。

日冕作為太陽大氣的最外層，平時僅能在日全食時短暫觀測。這個充滿極端高溫、劇烈爆發與巨大日珥的神秘區域，長期以來令天文學家著迷不已。然而地球大氣湍流造成的影像模糊，始終阻礙著日冕研究的進展。

「大氣湍流會嚴重劣化透過望遠鏡觀測的太空物體影像，但現在我們終於能有效修正這個問題。」國家太陽觀測站的自適應光學專家Dirk Schmidt博士興奮表示。

這項由NSF資助的CONA技術已安裝在加州大熊湖太陽觀測站口徑1.6米的古德太陽望遠鏡上。觀測站首席觀測員Nicolas Gorceix博士解釋：「自適應光學就像智慧型手機相機的自動對焦與光學防手震功能，只不過它修正的是大氣擾動而非手部晃動。」

研究團隊取得多項突破性觀測成果，包括記錄到快速重組的日珥內部精細的湍流結構。日珥是從太陽表面向外延伸的大型明亮結構，通常呈現拱形或環狀。另一段影片則捕捉到精細結構的等離子體流快速形成與崩塌的過程。

「這些無疑是同類觀測中最精細的影像，展現出前所未見的特徵，我們甚至還不確定它們究竟是什麼。」紐澤西理工學院Vasyl Yurchyshyn教授驚嘆道。

第三段影片呈現了日冕雨的細絲狀結構，這是冷卻的等離子體凝結後落回太陽表面的現象。國家太陽觀測站天文學家Thomas Schad博士指出：「日冕中的『雨滴』寬度可能不到20公里。這些發現為驗證日冕過程的電腦模型提供了極其寶貴的觀測資料。」

此外，團隊還拍攝到太陽磁場塑造日珥的戲劇性運動過程。國家太陽觀測站技術長Thomas Rimmele博士強調：「這套新系統填補了數十年來的技術空白，能以63公里的解析度拍攝日冕特徵，這已達到1.6米口徑望遠鏡的理論極限。」

Schmidt博士補充：「這項技術突破徹底改變了遊戲規則。當解析度提升十倍時，等著我們去發現的新事物實在太多了！」相關研究成果已發表於2025年5月27日的《自然天文學》期刊。

_____

D. Schmidt等學者，《利用高階太陽自適應光學觀測精細日冕結構》，《自然天文學》網路版，2025年5月27日；doi: 10.1038/s41550-025-02564-0