上海天文馆EAST望远镜揭示太阳奥秘
我们对太阳的了解究竟有多深？从古代神话中的夸父逐日到羲和驾车，太阳一直是人类无尽浪漫想象的源泉。然而，随着科技的进步，我们对太阳的探索已不再局限于神话和纸面书写。科学家们发现，除了光与热，太阳也有着自己的“脾气”。
太阳的“脾气”表现为太阳风暴，这是太阳大气中剧烈的磁场扰动现象，与太阳黑子和耀斑的活跃紧密相连。日冕物质抛射则如同太阳的“火山爆发”，大量等离子体被抛射到太空中，携带高能粒子。当这些粒子抵达地球时，会对地球磁场产生强烈冲击，导致地磁暴。这不仅能点燃绚丽的极光，还可能对卫星系统和电力系统造成严重影响。
上海天文馆的创新观测工具
为了更深入地观察太阳，上海天文馆引入了科教型自适应光学太阳望远镜EAST。这是当前国际上技术最为先进的太阳科普观测望远镜。EAST由七个主要部分组成，包括引导光学系统、全盘太阳成像系统、自适应光学系统等。这些系统的协调配合实现了“在望远镜内部观测太阳”的创新理念，突破了传统太阳望远镜通常只记录太阳图像的桎梏。
EAST的设计考虑了地理环境因素，特别是上海地区的强湍流大气。为了解决大气扰动带来的观测质量下降问题，EAST采用自适应光学系统（AO）实时补偿大气湍流引起的动态波前误差。
自适应光学系统的突破
AO系统的光学设计包括哈特曼波前传感器和高速实时控制器。当太阳光线进入望远镜后，首先由透镜准直器准直，随后进入AO系统进行波前校正。变形镜通过调节自身表面形状，使大气湍流引起的波前误差得以补偿，提高图像的清晰度与分辨率。
“AO系统的引入使得EAST能够在大气扰动条件下仍然提供高分辨率的太阳图像。”
通过AO校正前后图像的对比，可以直观地感受到图像质量的提升。AO系统的成功应用标志着地基太阳观测技术的一大进步。
热控系统的挑战与解决
设计太阳望远镜时，热控制是一个极大的挑战。EAST采用了主动热控制系统，在主镜焦点处使用液体制冷剂，同时利用热场隔板将96%的太阳辐射反射出去。水冷式热交换器设备进一步冷却隔板，使得筒内温度与周围环境温度之间的差异维持在±1°C以内。
为了更深入了解太阳活动的机理，EAST还配备了IFU偏振光谱成像系统。该系统能够记录全Stokes光谱并进行光谱成像偏振测量，为科学家提供太阳大气的物质流动和结构演变信息。
公众参与与教育使命
为了完成公众科普的重要使命，上海天文馆在太阳塔一楼设置了太阳直播秀平台。通过望远镜引导的阳光，参观者可以观测到不同类型的太阳活动，如太阳耀斑和太阳黑子等自然现象。
“EAST的设计使得无论是晴天还是阴天，公众都可以通过它了解太阳的奥秘。”
上海天文馆的EAST不仅帮助我们深入探索太阳的奥秘，还在科学教育和公众参与中发挥重要作用。这颗每天照耀着我们的恒星，通过EAST的展示，把太阳黑子的形成与消亡，日珥和耀斑的爆发等神秘而壮丽的景象清晰地呈现在我们眼前。
