“夸父一號”首批科學圖像公佈實現多項國內外首次

記者/帥俊全褚爾嘉張立雷

今天（12月13日），中國科學院國家空間科學中心公佈了我國綜合性太陽探測衛星“夸父一號”的首批科學圖像，這些圖像是“夸父一號”自2022年10月9日成功發射以來，3臺有效載荷在軌運行2個月期間，獲取的若干對太陽的科學觀測圖像，實現了多項國內外首次，在軌驗證了“夸父一號”三臺有效載荷的觀測能力和先進性。

“夸父一號”在軌2個月期間，按照既定計劃，開展了大量對太陽的在軌測試和觀測，三臺有效載荷中，全日面矢量磁像儀實現了我國首次在空間開展太陽磁場觀測，已獲得的太陽局部縱向磁圖的質量達到國際先進水平，爲聚焦“一磁兩暴”科學目標，實現高時間分辨、高精度的太陽磁場觀測奠定了良好的基礎。

太陽硬X射線成像儀實現了我國首次太陽硬X射線成像，提供了地球視角目前唯一的太陽硬X射線圖像，圖像總體質量達到國際一流水平，爲實現對太陽耀斑展開非熱輻射空間分佈、時間結構、能譜特徵觀測奠定了堅實的基礎。

萊曼阿爾法太陽望遠鏡的3個子載荷之一，太陽日面成像儀實現了國際上首次在衛星平臺上獲得萊曼阿爾法波段全日面像，其中對日珥的演化圖像清晰完整。另一個子載荷——太陽白光望遠鏡觀測到太陽邊緣上2個罕見的“白光耀斑”，萊曼阿爾法波段的觀測能力得到了驗證。另外，隨着子載荷——太陽日冕儀開機對日冕物質拋射開展觀測，萊曼阿爾法太陽望遠鏡將在日冕物質拋射的日面形成和近日冕傳播觀測方面發揮不可替代的作用。

據“夸父一號”首席科學家甘爲羣介紹，下一階段，“夸父一號”將繼續按照既定計劃開展並完成在軌測試，早日轉入在軌科學運行階段。同時，“夸父一號”將充分發揮三臺有效載荷組合觀測的特色，加強國內外合作和數據開放共享工作，早日實現 “一磁兩暴”科學目標，爲太陽活動第25周峯年觀測和研究做出中國貢獻。

“夸父一號”全稱爲“先進天基太陽天文臺”（ASO-S），是中國科學院空間科學二期先導專項研製發射的又一顆空間科學衛星，於2022年10月9日在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功發射。“夸父一號”衛星的科學目標瞄準“一磁兩暴”，即同時觀測太陽磁場和太陽上兩類最劇烈的爆發現象——耀斑和日冕物質拋射，研究它們的形成、演化、相互作用和彼此關聯，同時爲空間天氣預報提供支持。

“夸父一號”衛星工程由中科院國家空間科學中心負責工程大總體和地面支撐系統的研製建設，中科院微小衛星創新研究院、國家天文臺、紫金山天文臺和長春光機所分別負責衛星平臺及三臺有效載荷研製，科學應用系統由中科院紫金山天文臺負責，測控系統由中國西安衛星測控中心負責實施，運載火箭由中國航天科技集團有限公司第八研究院研製生產。

“夸父一號”首批科學觀測圖像

圖1展示的是全日面矢量磁像儀（FMG）在軌觀測的局部單色像和磁圖，以及與懷柔地面全日面磁場望遠鏡對同一時間同一日面區域觀測的結果對比。圖2展示的是2022年11月6日00:50:15UT FMG觀測到的局部縱向磁圖與同一時間國際上最先進的HMI/SDO觀測結果的對比。結果顯示，FMG的觀測效果遠遠好於地面望遠鏡；在反映局部縱向磁場細節上，FMG與國際上最先進的HMI/SDO幾乎完全一致。

△圖1. FMG在軌觀測的局部單色像和磁圖（右邊）與懷柔地面全日面磁場望遠鏡對同一時間同一日面區域觀測的結果（左邊）對比

△圖2. FMG觀測到的2022年11月6日00:50:15UT局部縱向磁圖（右邊）與同一時間美國HMI/SDO觀測結果（左邊）的對比

圖3和圖4分別展示了太陽硬X射線成像儀（HXI）在2022年11月11日觀測到的“雙11”系列耀斑的硬X射線成像結果與AIA/SDO同時觀測到的紫外1700埃圖像的比較、耀斑硬X射線光變及硬X射線成像與AIA/SDO的極紫外/紫外圖像的合成圖。從圖中可以清楚看到，硬X射線源的位置與紫外亮結構的位置在高空間分辨率下完美重合，特別值得注意的是，HXI具有對複雜源的成像能力，成像的可靠性得到了充分確認。