张目对日草原“天眼” 张目对日为太阳做CT

在中国北方内蒙古自治区锡林郭勒盟，有一个10平方公里范围的抛物面天线阵列，这就是草原“天眼”——明嘎图射电频谱日像仪

MUSER是干什么用的？

MUSER位于明嘎图观察基地，距离正象白旗政府驻地明嘎图镇中心30公里。Muser位于东经115° 15′，北纬42° 12′，海拔1365米。2009年开工建设，2013年底竣工。之所以选择在这里建造这么大的射电日像仪阵列，不仅是因为当地良好的射电环境能够满足光谱日像仪的观测和研究条件，更是因为明嘎图镇是清代杰出的蒙古族天文学家明嘎图的故乡。

图2。MUSER 3D模型图

MUSER由100个抛物面天线组成，分成三个阿基米德螺线，其中40个天线孔径为4.5m，60个天线孔径为2m，最远两个天线相距3.2km。这是世界上首次实现cm-分米波段高时间、高空和高频率分辨率的同时探测，并首次形成了类似太阳快速CT的太阳能量初始释放区瞬时“三维”观测，将填补射电波段CME成像观测的科学空空白。

日冕物质抛射、耀斑活动和伴随的太阳高能粒子事件是现代太阳物理研究的核心科学问题。然而，空期间强烈的太阳活动造成的恶劣天气事件是空期间环境监测的主要对象。图3显示了大致对应于不同波段观测的太阳大气高度范围。射电波段观测可以无缝提供整个日地范围内的太阳扰动信息，对于空之间的太阳物理和天气研究具有重要意义。

图3。太阳大气高度大致对应于不同的波段观测。x射线、紫外、可见光、红外都是能带、窄带或谱线观测，对应的太阳大气高度范围相对较小，而射电波段应该是从色球和日冕到宽行星际空。(底图:NASA网站)

用这么大的阵列望远镜看太阳和用普通光学望远镜观察完全不同。图4是不同波段观测到的太阳图像，左边是MUSER在1.7GHz频率附近观测到的太阳图像，另外三幅图像是美国太阳动力学观测站在可见光波段观测到的太阳图像、紫外波长为171的太阳图像和HMI全天磁图。根据瑞利准则，望远镜成像的空之间的分辨率为1.22× λ/d，λ为无线电波的波长，d为望远镜孔径。射电波段的波长是光学波段的10 ~10倍，同一孔径的空之间的分辨率明显低于光学波段，所以在射电波段看到的太阳像更加弥散。

图4。在无线电波段、可见光、紫外线和球形磁场中测量的太阳图像的比较

四季风景各异的MUSER

MUSER所在的观测基地有蒙古草原的气候环境，四季各有特色。春天总是来得很晚，而且很短。冰雪融化后，露出一层薄薄的干草甸，春寒料峭，青草坚实细嫩。即使是临近春末，也要细看，感觉春天来了。

月份:4月中旬-6月初

平均温度:5-20度

观察时间:8-9小时

图5。观察基地的春天

夏天来得一样晚，一样短。夏天空这里空气清新，温度凉爽，蓝天白云，绿草如茵，草原舒展宁静。远远望去，山坡上的羊群像一片片白云在四周飘荡，珍珠散落一地。夏天是基地最忙最热闹的季节。每年夏天，成千上万的天文爱好者和游客参观星星，观看雨后的彩虹，观看日落和日落，或者在晴朗无月的夜晚欣赏寂静美丽的星夜银拱。每年8月13日左右，美丽的英仙座流星雨出现，吸引了成千上万的天文爱好者。

月份:6月中旬-8月中旬

平均温度:20~25度

观察时间:9-10小时

图6。观察基地的夏天

图7。雨后双彩虹

图8。望云阵

图9。星夜银拱门

图10。英仙座流星雨

秋天来得早一点，好悠闲。这里是黄金世界。微风吹来，草原卷起层层波浪，散发出芳香。观测基地初秋的夜晚，依然是观星的好时机。

月份:8月底-10月初

温度:5-20度

观察时间:8-9小时

图11。观察基地的秋天

冬天总是来得早，不肯走。“雪花漫天飞舞”的景象其实并不常见，因为当地干旱，雪花形成冰晶，盐一样的白花在草原上蔓延，整个冬天都难以融化。“白风”对观测基地影响最大。漫天飞沙般的雪粒吹向观察楼的入口，厚厚的积雪堆积到比人还高，堵住了出口。但有时，奇异的太阳光环会给孤独寒冷的基地带来壮丽的景象。寒冷的冬天无法抗拒天文学家的热情追求。

月份:10月中旬至次年4月中旬

平均温度:-20 ~5度

观察时间:7-8小时