世界上最大的太阳望远镜拍摄到的一张最新发布的太阳图像以前所未有的细节展示了我们最近的恒星的表面，揭示了它炽热的复杂性。

这张图片是美国国家科学基金会 Daniel K. Inouye 太阳望远镜的新型可见可调谐滤光片 （VTF） 拍摄的第一张图片。根据一份新闻稿，该仪器可以构建比以往任何时候都更接近太阳表面发生的事情的三维视图。

特写镜头显示了太阳内部大气中心附近的一团大陆大小的暗黑子，比例尺为每像素 6.2 英里（10 公里）。

这些瑕疵标志着强磁活动的区域，这些区域可能发生太阳耀斑和日冕物质抛射 （CME）。日冕物质抛射是从太阳外层大气中喷发的称为等离子体和磁场的大片电离气体云。

美国国家科学基金会井上太阳望远镜仪器项目科学家弗里德里希·沃格（Friedrich Woeger）在一封电子邮件中说，像这张拍摄于12月初的这张照片这样详细的图像，为科学家们了解和预测潜在危险的太阳天气提供了重要途径。

“据报道，1800 年代的一场太阳风暴（卡灵顿事件）能量如此之大，以至于导致电报站起火，”沃格说。“我们需要了解这些现象的物理驱动因素，以及它们如何影响我们的技术，并最终影响我们的生活。”

他解释说，这些来自太阳的高能爆发可以与我们星球自身的电磁场相互作用，对电网和卫星供电的通信网络等关键基础设施造成干扰。

太阳以 11 年为周期经历高磁活动和低磁活动期。10 月，来自美国国家海洋和大气管理局、美国宇航局和国际太阳周期预测小组的科学家宣布，太阳达到了活动的高峰期，称为太阳极大期。在高峰期，太阳的磁极翻转，更多的太阳黑子出现在其表面。

预计最大值将持续数月，因此现在是井上太阳望远镜加强其仪器测试的合适时机，可以拍摄太阳动态表面的壮观图像。

就像在炉子上煮汤一样，热量从太阳的核心逸出，通过流体运动上升到太阳表面，科罗拉多大学博尔德分校（University of Colorado Boulder）环境科学研究合作研究所（Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences）的研究科学家马克·米施（Mark Miesch）说。Miesch 没有参与这项研究。

因此，太阳黑子就像“磁塞”，或者说是恒星复杂磁场中的纠缠物，阻止热量到达表面，米施说。因此，太阳黑子发出的光比太阳的其他区域少，在图像中看起来更暗，也比周围环境更冷。尽管如此，太阳黑子“仍然比地球上的任何烤箱都热，”他补充说。

太阳的表观质地来自其表面内不同的密度和温度，其表面具有类似于洋葱的层。Miesch 说，通过像无线电调谐器一样“调谐”到不同的波长或颜色，VTF 提供了一种探测这些不同层并观察它们之间发生的情况的方法。

换句话说，当来自个人相机的图像同时使用包含多个波长的光时，VTF（一种成像光谱偏振仪）可以逐个过滤可测量的波长。

为了完成这种过滤，该仪器使用标准具——两块玻璃板，相隔仅微米。

“其原理与降噪耳机没有什么不同：当两个波长相似的波在相同或相交的路径上传播时，它们可以相互相互作用，要么相互抵消，要么相互增强，”Woeger 说。'捕获'在这两个板之间的光波会发生干涉，板之间的距离会选择光的哪些确切'颜色'被传递，哪些光会抵消。

在短短几秒钟内，这款强大的仪器通过不同的滤镜捕捉数百张图像，并将它们组合成一张三维快照。

然后，研究人员可以使用生成的视图来研究太阳大气不同层的温度、压力、速度和磁场结构。

“看到那些第一次光谱扫描是一个超现实的时刻。这是望远镜中的其他仪器无法以同样的方式实现的，“美国国家太阳天文台高级光学工程师 Stacey Sueoka 博士在一份声明中说。

在毛伊岛哈雷阿卡拉火山山顶附近，美国国家科学基金会 （NSF） 的 Daniel K. Inouye 太阳望远镜将为更深入地了解我们的家乡恒星铺平道路。

成像光谱偏振仪代表了十多年发展的巅峰之作。

Woeger 说，在德国太阳物理研究所 （Institute for Solar Physics） 设计和制造 VTF 后，该仪器的部件被运到大西洋和太平洋，然后重新组装——就像“瓶中的船”。

该团队预计该工具将在 2026 年之前全面投入使用。

“这项技术成就的意义如此之大，以至于人们可以很容易地说 VTF 是井上太阳望远镜的心脏，它终于在它永恒的地方跳动，”太阳物理研究所的 VTF 项目科学家马蒂亚斯·舒伯特博士在一份声明中说。

太阳望远镜是科学家们最近为更好地了解太阳及其暴风雨天气模式所做的其他几项努力之一，包括欧洲航天局和美国宇航局于 2020 年发射的太阳轨道飞行器，以及美国宇航局的帕克太阳探测器，这是第一艘“接触”太阳的航天器。