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自研VIPA光谱仪开始参与太阳观测及太阳物理研究

近期,中国科学院南京天文光学技术研究所天文光子学团队研制的一台VIPA光谱仪在云南天文台一米新真空太阳望远镜(NVST)上进行了首次试观测,并取得预期观测结果。

VIPA光谱仪(如图1)光谱分辨率~50万(143 m/s /pixel),波长覆盖范围达65 nm 592-657nm),体积532*200*180 mm3,质量10 kg。光谱仪采用25μm芯径多模光纤输入,整体光效率(光纤输出端到探测器前)> 30%VIPA通光效率>85%

1: VIPA光谱仪实物图

2:实测二维光谱图像(局部)。黄色圈内为Fe I 6173谱线。

VIPA光谱仪耦合系统入瞳尺寸3.6 mm,对应实测时的日面视场16.5角秒。图3是观测得到的太阳中心宁静区5分钟震荡。光谱处理时以地球氧气吸收线作为光谱仪漂移参考,Fe I 6280.6作为目标谱线,观测得到线心漂移波峰-波谷达 ±300 m/s

3: 光谱仪观测到太阳5分钟震荡

VIPA光谱仪还对2024317日的太阳黑子和附近暗条(图4)进行了光谱追踪观测记录。该太阳黑子在视场中约16角秒。图5给出了在太阳中心宁静区、黑子和暗条Fe I 6173谱线的线宽信息。可以看到,相较于中心宁静区,黑子和暗条的谱线均有明显的展宽,且在某些时段暗条谱线还出现了剧烈展宽和变化。

  

4: 实测时的太阳黑子(左)和暗条(右)。

5: 太阳不同区域Fe I 6173谱线的线宽信息。

相对于目前基于光栅色散类似分辨率的太阳光谱仪,本仪器单次光谱测量范围宽,实现了超650条太阳特征谱线的同时观测。数据分析工作还在深入开展中。

本次观测得到了云南天文台抚仙湖观测基地和天文技术实验室的全力支持和帮助,南京大学陈鹏飞教授也深度参与本工作的讨论及研究。该工作得到了国家自然科学基金委中国科学院、江苏省科技厅及南京天文光学技术研究所的经费资助