为了真正理解是什么让太阳风滴答作响,太阳物理学家必须分析太阳表面的微小特征,这些特征有助于加速恒星的带电粒子穿过太阳系。为了更精确地执行这项任务,他们需要更好的紫外线观察方式。
进入一种称为光子筛的技术:一种有助于将紫外线巧妙地弯曲到相机的透镜。需要明确的是,光子筛不是普通的透镜;这是一项尖端的工程工作,只有通过最现代的技术才能实现。预计本十年晚些时候,面向太阳的航天器将进入地球轨道,其武器库中装有光子筛。
光子筛看起来像一个蜂窝,其六边形结构支撑着硅或铌薄膜。这种膜确实很薄:美国宇航局的工程师已经开发出薄至100纳米的筛子,大约是人类头发宽度的千分之一。筛子越薄,透射的光就越多。
美国宇航局的筛子上也布满了同心圆的小孔。最大的在筛子的中心,每个向外延伸的环都变小,它们的孔尺寸也减小,在最小的孔中,穿孔可以小到20微米宽。这大约是一个细菌的大小。“以如此精确的方式建造筛子是一项纯粹的物理挑战,”美国宇航局戈达德太空飞行中心的太阳物理学家道格·拉宾在一份声明中说。
这种设置允许筛子像透镜一样工作,折射穿过的紫外线并将其弯曲,以便其后面的相机可以看到更多细节。
光子筛被设计成在极紫外中观察,与其他类型的紫外光相比,极紫外光具有更短的波长和更高的能量。今天的太阳天文台,如太阳动力学天文台,已经观测到我们恒星的EUV光。但是,未来带有光子筛的天文台可以解析EUV中的细节,其精度是SDO今天所能处理的10到50倍。
例如,一个250微米厚的膜筛将在虚拟超级光学可重构群上发射,预计将于2024年推出。另一个筛子计划安装在多缝太阳能探测器中,目前计划于2027年进行。