日冕仪观测太阳影像

日冕仪Coronagraph)是法国默东天文台的贝尔纳·费迪南·李奥在1930年发明的一种观测装置,设计当时主要用来研究太阳的日冕和日珥的形态及光谱变化。

Lyot的构想灵感源由于日全蚀:一般的时候,因为太阳本身太亮了,我们很难观测到相对较暗(与太阳相比约是一百万分之一亮度)的日冕部分;但在日全蚀,月亮挡住了太阳圆盘大部分的面积,使得周围黯淡的日冕及色球层可以显现出来,就可以进行观测。那这样的话,何不做一个人工“月亮”,挡在望远镜和太阳中间,把太阳光遮掉,不就可以观测到日冕了?这就是最初的日冕仪构想,使用档板遮掉太阳光,就可以观测到太阳周围的日冕等区域。

但是实际上,要做一个日冕仪是非常困难的:天空会呈现蓝色的原因,是太阳光中蓝色的波段发生严重的瑞利散射,使得天空整片都变亮;相似的,如果我们挡掉中间的太阳光,射到别处的太阳光仍然会散射到望远镜里面,这样子就算把太阳盘面挡住了,望远镜还是一样亮,根本无法观测日冕。怎么办呢?只好拿到大气散射程度比较小地方,像是高山,甚或外太空(例如SOHO卫星),如此一来日冕仪的效果就非常好。

进阶应用

在以往的观测历史上,日冕仪大都是拿来观测太阳,不过现在却有了变化。日冕仪开始广泛的被用在寻找系外行星的用途上,只要把恒星的光遮掉,那么我们只要拥有精良的仪器,就可以观测到绕着此颗恒星跑的黯淡天体,或许就能发现更多的系外行星。这种“星际日冕仪”和太阳日冕仪虽然概念相似,但主要的设计截然不同:太阳视直径约有1900角秒,但是在太阳系附近的恒星典型的视直径却是0.0005-0.002角秒。如此小的角度使得在设计上必须与自适应光学搭配以达到较佳的角分辨率。虽然以此方法观测到的系外行星以类木行星,尤其是热木星居多,但是目前(2010)NASA主持的TPF计划(类地行星发现者)在此方面的进展迅速,已经做到能使小型望远镜直接观测系外行星(如HR 8799)的程度了。

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