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使用 Atacama 大口径亚毫米望远镜(AtLAST)观察太阳:预测全盘观测

太阳与恒星天体物理 2025-09-10 v2 地球与行星天体物理 天体物理仪器与方法

摘要

阿维尼亚毫米阵列(ALMA)凭借其高角分辨率和cadence 在太阳毫米天文学领域取得了革命性进展。然而,由于视场(FOV)有限,针对高度动态现象(如日冕)进行定向观测具有挑战性。大口径单反射望远镜若拥有大视场,如未来的阿维尼亚大口径亚毫米望远镜(AtLAST),则可用于在较短时间尺度内扫描整个太阳盘,从而观测此类现象。我们旨在探讨 AtLAST 适合的 FOV、探测器数量和扫描策略,以将所需的全盘扫描时间压到 1 分钟以下,实现对动态太阳现象的常规观测。利用 maria 代码,我们能够模拟 AtLAST 的太阳观测,并彻底探讨仪器特性和扫描策略如何影响 AtLAST 在计划频段内的全盘观测。我们发现,目前 ALMA 用于全盘映射的双圆扫描模式亦可用于 AtLAST 扫描太阳。使用小至中等尺寸仪器(1000 - 5 万探测器单元),估计的观测cadence 在 AtLAST 频段内可小于 1 分钟,同时保持合理的像素间距。使用更大视场的仪器(0.25\gtrapprox 0.25^\circ,相当于 \gtrapprox 1 R_\odot),我们发现简单圆形扫描更为高效,可实现秒级cadence,但需要更多探测器单元(\gtrapprox 10 万)。我们发现,大型视场单反射望远镜如 AtLAST 可能为太阳毫米社区提供此前难以实现的观测,即在高cadence 和适当分辨率下进行全盘观测。凭借可降至秒级的cadence,该仪器将是研究快速演化太阳现象的理想工具。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.13145,
  title  = {Observing the Sun with the Atacama Large Aperture Submillimeter Telescope (AtLAST): Forecasting Full-disk Observations},
  author = {Mats Kirkaune and Sven Wedemeyer and Joshiwa van Marrewijk and Tony Mroczkowski and Thomas W. Morris},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.13145},
  year   = {2025}
}

备注

17 pages, 11 figures. Published in the Open Journal of Astrophysics