太陽，我們的恆星。而太陽的活動被稱為“太空天氣”，對地球和太陽系的其他行星有重大影響。這種週期性的爆發，也被稱為太陽耀斑，釋放出大量的電磁輻射，可以干擾從衛星、航空旅行到電網的一切。由於這個原因，天體物理學家正想盡一切辦法觀察太陽的一舉一動，以便預測它的天氣模式，為防止太陽風暴帶來準備。

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而這也是位於夏威夷毛伊島哈雷阿卡拉天文臺的美國國家科學基金會的4米丹尼爾井上太陽望遠鏡（DKIST）的目標。最近，該望遠鏡釋出了它的第一張太陽表面的照片，它顯示了前所未有的詳細程度，併為這臺望遠鏡在未來幾年將要揭示的東西提供了極大的希望。

這些影象提供了太陽表面的特寫影象，它向我們展示了混亂的等離子體以細胞狀結構的模式排列。這些等離子體是一個強烈運動的跡象，它將熱的太陽等離子體從太陽內部輸送到表面。這個過程被稱為對流，我們可以看到明亮的等離子體在細胞中上升到表面，然後冷卻並以黑暗的方式下沉到表面以下。

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井上太陽望遠鏡可以拍攝到38，000公里寬的太陽區域。天文學家希望透過獲得這些精確而清晰的太陽影象，能夠提高他們對這一過程的理解，從而預測太空天氣的突然變化。幸運的是，這是迄今為止所拍攝到的我們太陽最詳細的資訊。美國國家科學基金會（NSF）的井上太陽望遠鏡將能夠繪製出太陽日冕內部的磁場圖，在那裡，太陽爆發會影響地球上的生命。這臺望遠鏡將提高我們對太空天氣成因的理解，並最終幫助天氣預報員更好地預測太陽風暴。”

太陽天氣

簡單地說，太陽是一顆g型（黃矮星）主序恆星，已經存在了大約46億年。這意味著它的生命週期已經過半，接下來還剩大約50億年的壽命。其中自我維持的核聚變過程為太陽提供能量，每秒消耗約500萬噸氫燃料，用以提供我們所有的光、熱和能量。

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這個過程產生的所有能量向各個方向輻射到太空中，到達太陽系的邊緣。自20世紀50年代以來，科學家們已經認識到地球位於太陽的大氣層中，太陽天氣的變化對地球有深遠的影響。即使在幾十年後的今天，關於太陽最重要的活動過程仍有許多未知之處。

在地球上，我們可以非常準確地預測世界上幾乎任何地方是否會下雨，而太空天氣的預測還不存在。這種型別的預測比地球上的天氣落後50年，甚至更久。而我們需要的是掌握太空天氣背後的物理學原理，而這是從太陽開始的，井上太陽望遠鏡將在未來幾十年裡持續研究太陽！

目前天文學家已經確定，太陽等離子體的運動與太陽風暴有關，因為它們導致太陽的磁力線扭曲糾結。測量和表徵太陽磁場對於確定潛在有害太陽活動的原因至關重要，而井上太陽望遠鏡在這方面擁有獨一無二的觀測能力。

井上太陽望遠鏡

根據科學家的說法，這一切都歸結於太陽的磁場。解開太陽最大的奧秘在於，我們必須不僅能夠清楚地看到這些微小結構從9300萬英里外的現象，而且要非常精確測量其表面附近的磁場強度和方向，最終才能測定太陽的外層大氣。

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換句話說，更好地瞭解太陽動力學的最大好處之一是能夠預測重大天氣事件。目前，政府和航天機構能夠提前48分鐘預測事件。但是多虧了井上太陽望遠鏡和其他太陽天文臺的研究，天文學家們預計這一過程將提前48小時。這將給我們更多的時間來確保這些事件不會破壞電網、關鍵基礎設施、衛星和空間站。當然，監測太陽並不是一件容易的事，它也會帶來一些危害。由於這個原因，井上太陽望遠鏡在建築、工程和天文學方面利用了許多先進的發展技術。包括它4米長的鏡子（所有的太陽望遠鏡中最大的），自適應光學補償由地球的大氣造成的扭曲，以及在哈雷阿卡拉超過3000米的山頂的原始觀察條件。該望遠鏡還依賴於一些安全措施，以確保它不會因為聚焦來自太陽的13千瓦太陽能而過熱。

這是透過一個高科技的液態冷卻金屬環（“熱阻”）來實現的，它使大部分陽光遠離主鏡和覆蓋在圓頂上的冷卻板，並保持望遠鏡周圍的溫度穩定。天文臺的內部也透過11。25公里的冷卻管來保持涼爽，冷卻管部分由夜間積累的冰來冷卻，內部的百葉窗提供空氣迴圈和遮陽。

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井上太陽望遠鏡的孔徑是所有太陽望遠鏡中最大的，它獨特的設計和最先進的儀器，井上太陽望遠鏡將首次能夠進行最具挑戰性的太陽測量。在未來的6個月裡，井上望遠鏡的科學家、工程師和技術人員將繼續測試和除錯望遠鏡，使其為國際太陽能科學界所用。並且這枚太陽望遠鏡在太陽誕生後的前5年收集的資訊將比自1612年伽利略首次將望遠鏡對準太陽以來收集的所有太陽資料還要多。

當然，井上太陽望遠鏡只是三種太陽研究儀器中的一種，它們將在未來幾年給太陽天文學帶來革命性的變化。NASA的帕克太陽探測器（目前正在繞太陽軌道執行）和ESA/NASA太陽軌道飛行器（即將發射）也加入了這個行列。井上太陽望遠鏡將提供對太陽外層及其內部磁場過程的遙感過程，這些過程傳播到太陽系，帕克太陽探測器和太陽軌道飛行器任務將測量它們的後果。總之，它們構成了一個真正的多信使任務，去理解恆星和它們的行星之間的磁性聯絡。