AIMS望遠鏡突破太陽磁場百年難題，首度直觀觀測
在青海冷湖畔的赛什腾山顶，海拔四千米的高处，一座特殊的望远镜正凝视着太阳。与通常在黑夜中工作的传统天文望远镜不同，这架名为“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”（简称AIMS望远镜）的设备，专门在白天捕捉太阳发出的中红外光——这是一种肉眼无法直接观测的光线。
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近日，这台全球首台中红外波段太阳磁场专用观测设备，顺利通过了国家重大科研仪器研制项目的结题验收。它的诞生标志着我国在太阳磁场测量领域取得重大突破，解决了长期困扰科学界的技术难题。
太阳磁场与人类生活息息相关。剧烈的太阳磁场活动会触发耀斑爆发，进而影响地球的通信导航和电网安全。然而百余年来，科学家只能通过可见光波段间接推算太阳磁场，这种方法存在较大误差。AIMS望远镜技术负责人、中国科学院国家天文台研究员王东光解释道：“传统方法需要分几步推算，过程复杂且误差较大；而AIMS直接在中红外波段观测，可通过傅立叶光谱仪获取太阳光谱中的磁场数据。”
AIMS望远镜利用12.3微米中红外波段进行观测，结合超窄带傅立叶光谱仪直接测量塞曼裂距，将磁场测量精度提升至优于10高斯量级。这一突破解决了太阳磁场测量百年来的瓶颈问题。望远镜的红外光谱仪、成像终端及真空制冷系统等核心部件均为国产，充分彰显了我国天文仪器的自主创新能力。
中国科学院国家天文台高级工程师冯志伟表示：“这不仅是科研项目的成功，更是我国重大科研仪器研制能力的集中体现。”试观测期间，团队成功攻克了杂散光干扰、探测器稳定性等技术难题，为高海拔地区大型天文设备的建设提供了宝贵经验。
在海拔四千米的高原上建设精密光学设备，挑战远超想象。2018年冬天，首批科研人员抵达赛什腾山时，这里还是一片荒原。没有道路，建塔材料全靠直升机吊运；没有住所，科研人员只能栖身于集装箱或简易木屋；饮用水和食物都需要人力背上山。一位团队成员回忆道：“调试期间，我们常常连续四五天无法下山，在零下二十多摄氏度的严寒中坚守。”
2024年6月，望远镜光学系统运抵冷湖后，原本在西安测试良好的设备光学质量突然下降。团队花了两个多月排查，最终发现是低温导致胶体收缩使镜面变形。设备不得不运回西安改进，往返耗时大半年。更大的挑战来自傅立叶光谱仪的电信号放大倍数极高，即使采取电磁屏蔽措施，望远镜仍对其产生干扰信号。团队历经二十余个日夜，通过多层滤波、隔离和严格接地，最终在2024年7月15日首次成功接收到太阳光谱。
“那一刻，所有的疲惫都化为了喜悦。”冯志伟说。这个被团队称为“初见曙光”的时刻，标志着中国在中红外太阳观测领域实现了新的跨越。
随着AIMS望远镜正式转入科学产出阶段，其应用前景日益广阔。通过对太阳磁场的精确观测，科学家可以更深入地研究太阳剧烈爆发中物质与能量的转移机制，以及磁能的积累与释放过程。这将大幅提升对太阳剧烈爆发的预测能力，为空间天气预报提供更精准的科学依据。
AIMS课题负责人、中国科学院国家天文台研究员邓元勇表示：“就像气象预报一样，未来人类需要提前数天预测强烈的太阳活动，为卫星运行、电网调度提供预警。对太阳磁场的深入理解是实现精准预报的物理基础。”AIMS望远镜的建成，填补了国际中红外太阳磁场观测的空白。
科学史上，每一次观测技术的突破都带来对宇宙认知的更新。AIMS望远镜的建成和使用，正是科学装置从探索宇宙奥秘到服务社会的一个缩影。在这架观测太阳的望远镜背后，人们看到的不仅是中国科学事业的进步，更是一代代科研工作者仰望星空、脚踏实地的不懈奋斗。
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