Die Weltneuheit! AIMS-Teleskop überwindet Schwierigkeiten bei der Messung des solaren Magnetfelds

Reporter erfuhren vom Astronomischen Observatorium Qinghai Lenghu, dass das weltweit erste „Mittelinfrarot-Beobachtungssystem zur präzisen Messung des Sonnenmagnetfelds“ (kurz: AIMS-Teleskop) sein zentrales wissenschaftliches Ziel erreicht hat: die Verbesserung der Genauigkeit von Vektormagnetfeldmessungen um eine Größenordnung und den Sprung von der „indirekten Messung“ zur „direkten Messung“ des Sonnenmagnetfelds.

Das AIMS-Teleskop ist ein großes Instrumenten-Sonderprojekt (empfohlen von Ministerien und Kommissionen), das von der National Natural Science Foundation of China unterstützt wird. Es befindet sich auf der D-Plattform des Saishiteng-Berges in der Stadt Lenghu, Stadt Mangya, Autonome Präfektur Haixi der Mongolen und Tibeter, Provinz Qinghai, auf einer durchschnittlichen Höhe von etwa 4.000 Metern.

Es wird davon ausgegangen, dass nach mehr als fünf Monaten vorläufiger Fehlerbehebung und Beobachtung die aktuellen technischen Indikatoren des Teleskops die Anforderungen des Aufgabenbuchs erfüllen und in die Phase der Abnahmevorbereitung eingetreten sind.

Wang Dongguang, Chefingenieur des Huairou Solar Observatory des National Astronomical Observatory der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, erklärte, dass die Analyse wissenschaftlicher Daten gezeigt habe, dass das AIMS-Teleskop erstmals präzise Messungen des solaren Vektormagnetfelds mit einer Genauigkeit von besser als 10 Gauß durchgeführt habe.

„Das bedeutet, dass das AIMS-Teleskop das erwartete Ziel erreicht hat, die Zeeman-Lücke im mittleren Infrarotbereich direkt zu messen und so die Stärke des Sonnenmagnetfelds mit einem Ultraschmalband-Fourier-Spektrometer zu bestimmen. Damit wurde das Engpassproblem in der jahrhundertelangen Geschichte der Messung des Sonnenmagnetfelds überwunden und der Sprung von der ‚indirekten Messung‘ zur ‚direkten Messung‘ des Sonnenmagnetfelds vollzogen“, sagte Wang Dongguang. Die Zeeman-Lücke ist proportional zum Quadrat der Wellenlänge. Vor dem AIMS-Teleskop wurde das solare Magnetfeld hauptsächlich im sichtbaren oder nahen Infrarotbereich beobachtet. Da die Lücke sehr klein war, war es für die Beobachtungsinstrumente schwierig, sie zu unterscheiden. Das AIMS-Teleskop arbeitet bei einer Wellenlänge von 12,3 Mikrometern. Bei gleicher Magnetfeldstärke vergrößert sich die Zeeman-Lücke um das Hundertfache, was eine direkte Messung ermöglicht.

Dies ist die Hauptstruktur von AIMS, fotografiert am 8. April 2023. Foto: Xinhua News Agency-Reporter Gu Ling

Das AIMS-Teleskop ist das weltweit erste Gerät zur Beobachtung des solaren Magnetfelds im mittleren Infrarotbereich und wird das Geheimnis der Sonne im mittleren Infrarotbereich lüften.

„Durch optisches Design zur Eliminierung von Streulicht und Vakuumkühlungstechnologien haben wir die Probleme gelöst, die bei Infrarot-Sonnenbeobachtungen in diesem Band auftreten, wie z. B. hohes Hintergrundrauschen und eine verschlechterte Detektorleistung.“ Feng Zhiwei, leitender Ingenieur am Nationalen Astronomischen Observatorium der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, stellte vor, dass das Infrarot-Bildgebungsterminal aus drei Systemen besteht: Infrarotoptik, Fokalebenen-Array-Detektoren und Vakuumkühlung. Alle Komponenten, einschließlich des Detektorchips, werden im Inland produziert. Das Terminalsystem wird hauptsächlich für monochrome Bildbeobachtungen der Sonne im 8- bis 10-Mikrometer-Bereich verwendet, um den Materie- und Energietransfermechanismus während heftiger Sonneneruptionen zu untersuchen.

Darüber hinaus wurden mit dem AIMS-Teleskop auch Durchbrüche bei Technologien und Methoden im Zusammenhang mit der Messung solarer Magnetfelder im mittleren Infrarotbereich erzielt und die erste Polarisationsleistungskompensation und Kalibrierung eines Sonnenteleskops im mittleren Infrarotbereich auf Systemebene in China realisiert. Das Teleskopsystem ist das erste, das bei chinesischen astronomischen Beobachtungen ein außeraxiales optisches Systemdesign verwendet. Zusätzlich zum 8 bis 10 Mikrometer großen Infrarot-Monochromatenbild ist das wissenschaftliche Fokalebeneninstrument auch mit einem international führenden hochauflösenden Infrarot-Bildspektrometer und einem Polarisationsmesssystem ausgestattet. Wang Dongguang führte aus, dass die Entwicklung des AIMS-Teleskops nicht nur eine führende Rolle bei der präzisen Messung des solaren Magnetfelds spielen werde, sondern auch neue wissenschaftliche Möglichkeiten im mittleren Infrarotbereich eröffnen könne, der derzeit noch wenig bekannt sei.

Berichten zufolge soll das AIMS-Teleskop genauere Bild- und Spektralbeobachtungsdaten des Sonnenmagnetfelds und des mittleren Infrarotbereichs liefern, um die Mechanismen der Erzeugung, Ansammlung, Auslösung und Energiefreisetzung magnetischer Energie bei Aktivitäten des Sonnenmagnetfelds zu untersuchen und den Übertragungsprozess von Materie und Energie bei heftigen Eruptionen wie Flares zu untersuchen. Es wird erwartet, dass es bahnbrechende Ergebnisse in der Sonnenphysikforschung erzielt.

Planung: Liu Xinhui

Reporter: Gu Ling

Herausgeber: Chong Dahai, Zhu Shun

Gemeinsam produziert von der Inlandsabteilung der Xinhua-Nachrichtenagentur und der Niederlassung Qinghai der Xinhua-Nachrichtenagentur

Produziert von Star Studio