SOHO太阳观测平台的仪器

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位于日地之间第一拉格朗日点的太阳和日球层探测器(SOHO)主要用于研究关于太阳的3个重大问题:日冕为什么存在,它的加热机制是什么?太阳风又是如何被加速的?太阳内部是什么样的?至今SOHO已工作8年多,期间连续监测太阳的活动状况,包括最近的太阳活动高峰期。它一共搭载有12架探测仪器,用于不同领域的研究。下面以这3个问题为线索,对这些仪器作一些简要介绍,并附有各仪器的徽标。详细内容可以访问SOHO的官方站点以及各小组的网站。</>1、用于日冕研究的仪器(1) CDS,The Coronal Diagnostic Spectrometer,日冕诊断光谱仪,负责在极紫外波段记录日冕中的温度和密度以及物质流。人们希望它能够回答SOHO要解决的3个问题中的2个:日冕为什么存在,它的加热机制是什么?太阳风又是如何被加速的?CDS是由英国卢瑟福—阿普顿实验室(Rutherford Appleton Laboratory)负责管理的。(2) EIT,The Extreme-ultraviolet Imaging Telescope,极紫外成像望远镜,它用于提供太阳色球层和过渡区的整个图象,是监测冕洞、日珥、暗条等太阳活动的利器,其光学系统采用RC式设计。其主要工作波段是波长171埃的铁IX/X线(用于日冕和过渡区边界以及冕洞外围结构研究)、195埃的铁XII线(用于研究宁静日冕)、284埃的铁XV线(用于太阳活动区研究)和304埃的氦II线(用于研究色球网络),它也曾与LASCO一起共同拍摄图象供综合研究用。它主要由美国宇航局戈达德航天中心管理。SOHO太阳观测平台的仪器(3) LASCO,Large Angle Spectroscopic COronagraph,大视场分光日冕仪,一共有3台日冕仪设备(其中C1已损坏),用于提供关于日冕活动、质量、动量的图象,跟踪距离太阳中心1.1至32个太阳半径的日冕变化情况。同时,在它拍摄的图象中还发现了大批SOHO彗星。它的首席研究者是美国海军研究实验室的Guenter E. Brueckner。SOHO太阳观测平台的仪器(4) SUMER,The Solar Ultraviolet Measurements of Emitted Radiation,太阳紫外辐射测量仪,它可以拍摄太阳大气从光球层顶到日冕下部的极紫外图象和光谱,并测量其多普勒位移,用来提供太阳色球层和日冕的等离子体温度、密度、速度及波动状况的数据,也可以用来了解色球层、过渡区和日冕内有关磁场的结构和活动。负责人来自德国马克斯·普朗克太阳系研究所和美国宇航局戈达德航天中心。SOHO太阳观测平台的仪器(5) UVCS,The Ultraviolet Coronagraph Spectrometer,紫外日冕光谱仪,通过制造“人工日食”的方式遮挡太阳的光球,它可以探测半径在1.3-12个太阳半径之间的日冕紫外光谱,用以研究质子、氧离子及其他重离子的温度、速度和密度分布。其由美国哈佛-史密松天体物理中心管理。SOHO太阳观测平台的仪器 2、研究太阳风粒子的仪器(1) CELIAS,Charge Element and Isotope Analysis System,电荷、元素与同位素分析系统,主要任务是量化研究太阳风粒子的质量、电荷、成分和能量的分布,还有星际空间高能粒子的情况。CELIAS由3个子探测器组成,分别检测电子、同位素、离子电荷组成,另附有太阳极紫外监测器(SEM)以监测太阳的极紫外辐射流量。它由瑞士伯尔尼大学管理。SOHO太阳观测平台的仪器(2) COSTEP,The COmprehensive Supra Thermal and Energetic Particle,过热粒子与高能粒子综合分析仪,它测定的是质子、氦离子和电子的能量分布,可以用来研究宁静太阳大气活动过程以及太阳剧烈活动时粒子加速的情况,也可研究太阳高层大气组成物质和星际介质。负责方是德国Kiel大学。(3) ERNE,The Energetic and Relativistic Nuclei and Electron experiment,高能与相对论性核子及电子实验设施,用于研究太阳释放能量的不同过程中质子、其他离子和电子的能量分布和同位素成分,可以获取能量高于1 MeV的核子能谱,并可以帮助研究者了解日冕和星际空间中粒子传播过程和辐射的各向异性,以及太阳大气中粒子加速机制。它是由芬兰Turku大学管理的。SOHO太阳观测平台的仪器(4) SWAN,The Solar Wind ANisotropies ,太阳风各向异性探测仪,专用于探测太阳风的纬度变化和时间变化。在一周的时间里它要绘制3幅全天星际Lyman-α辐射图,辐射最强的地方代表了星际氢流的方向。人利用它获得的数据中发现了一颗彗星。它是芬兰天体大气物理研究所(Finnish Meteorological Institute)和Service d’Aeronomie的合作计划。SOHO太阳观测平台的仪器 3、研究日震学的仪器(1) GOLF,Global Oscillations at Low Frequencies,全球低频率振荡监测器,通过研究太阳震动的频谱来记录太阳全球的波动速度。它可以研究频率在10-7至10-2Hz范围内太阳震动的p和g模式,尤其是太阳的长周期震荡。GOLF由法国空间天体物理学研究所(Institut d’Astrophysique Spatiale)负责。SOHO太阳观测平台的仪器(2) MDI,Michelson Doppler Imager, 迈克耳孙-多普勒成像仪,主要用来探测太阳内声波的波动速度,以了解太阳内部物质的层次结构、自转情况和大规模对流结构,也可以用日震学手段研究太阳活动区和全球磁场,还有日震同耀斑之间的关系。由于处在地球大气层外,它可以克服地球大气的扰动,全天候监视太阳,曾在日震学领域取得了众多成果。MDI是美国斯坦福—洛克希德空间研究所管理的。SOHO太阳观测平台的仪器(3) VIRGO,Variability of solar IRradiance and Gravity Oscillations device,太阳红外辐射与重力振荡变化监测仪,用于探测太阳亮度的波动情况及其对应的能量输出,随时监测太阳赤道半径和极半径,同时它也进行日震学(频率范围1至8 mHz)研究。该计划是欧洲各国合作的,主要由法国空间天体物理学研究所负责。SOHO太阳观测平台的仪器内容来自 Bo Zhang's Homepage

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