太阳磁场望远镜
中国提出建造的太阳磁场和速度场测量系统
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历史版本
太阳磁场望远镜（Solar Magnetic Field Telescope，SMFT）是一台口径为35cm的光学太阳望远镜，位于中国北京怀柔太阳观测基地。该望远镜由中国科学家独立发明和研制，主要用于研究太阳磁场、速度场及其相关的太阳物理现象。太阳磁场望远镜的工作原理是应用物理学中的塞曼效应获得太阳的磁场，主要由35厘米真空折射望远镜、偏振分析器、双折射滤光器及后端成像系统组成。自1985年安装在北京天文台的怀柔观测站并投入使用以来，太阳磁场望远镜取得了多项重要的研究成果。1988年，该望远镜获得中国国家科技进步一等奖。
研究背景
太阳磁场是太阳最基本属性之一，其变化直接影响着太阳活动的发生和发展。太阳黑子的11年周期本质上是太阳大尺度磁场的周期性转化。太阳耀斑和日冕物质抛射等剧烈的爆发现象通常由太阳磁场的演化所驱动。此外，与磁场相关的物理过程导致了太阳外层大气——日冕的百万度高温，并产生充满行星际空间的超声速太阳风。太阳磁场的研究不仅有助于理解太阳活动的本质，还对地球产生了深远的影响，如产生极光、干扰通信和导航系统，影响卫星及星载仪器的正常运行，甚至威胁宇航员的生命安全。1989年的一场太阳风暴就曾严重影响多颗卫星及星载仪器的正常运行，并造成加拿大魁北克省电力系统崩溃，北美地区数百万人受到影响。因此，测量太阳磁场一直以来都是太阳物理学家最重要的使命之一。自17世纪初伽利略用望远镜观测和研究太阳算起，太阳物理的科学研究已经持续了数百年。然而受限于观测技术的水平，到20世纪初期，人类才开始利用原子物理领域的塞曼效应来测量太阳磁场。太阳磁场望远镜的发展始于1908年，美国海尔（Hale）等人建造的太阳磁场测量原理，能测点源和强磁场，是第一代。1953年美国巴布科克（Babcock）等人建造的光电磁象仪，后由苏联发展成光电矢量磁象仪能测矢量场、点源和弱磁场，即第二代。第三代的磁象仪能测线源、弱磁场，于1972年出现在美国。1966年，由中国科学家艾国祥提出的太阳磁场望远镜是第四代，能测面源、磁场。美国在60年代末也开展了类似研究，并先于中国研制成第四代磁象仪，分别装于加州理工学院和美国国家航空航天局（NASA）。