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近日，天文學國際期刊《太陽物理》（Solar Physics）發表了中國科學院云南天文臺研究生沙飛揚等人的研究成果，通過深入分析麗江日冕儀散射光的抑制方法，結合圖像分割法計算日冕與散射背景的強度，首次發現日冕儀中心附近潔凈度對日冕散射背景產生了更大影響。
日冕是太陽的最外層大氣，其亮度非常低，僅有光球的百萬分之一。通常僅在日全食時可見，而日冕儀的發明使非日全食時期的日冕觀測成為可能。日冕儀的基本原理是人造日全食，具備嚴格的雜散光抑制能力。在日冕儀光學設計中，物鏡是內掩式日冕儀最大的雜散光源。在強烈的日光照射下，物鏡表面塵埃散射產生的可變雜散光是散射背景的主要成分，它會在日冕圖像中產生強背景，影響日冕數據定標和分析。雖然可以通過頻繁清潔來降低背景值，但也極易損傷超光滑拋光的物鏡。本研究采用數據處理法去除該散射背景，通過修正日冕數據獲得散射光的主要來源。
研究者建立了一套實驗方案，對物鏡成像獲得潔凈度信息，對清潔物鏡前后的日冕圖像做差分獲得散射背景。采用圖1所示的數據處理流程，先將散射背景與物鏡塵埃分別參數化，再做線性擬合，初步建立了一個以日心距和塵埃量為參數的散射背景模型。對原始圖像做扇形分割，計算各區域相關性，發現不同方向的塵埃對分割后各向上散射背景的貢獻不同，由此在模型中增加散射背景方向角參數。采用兩種模型對原始數據修正（圖2），修正后的日冕圖像像素值范圍接近，證明了模型的有效性；在細節方面，如圖2藍色線框內的冕環結構，模型二修正效果更佳。另外，通過模型分析，獲得散射背景與不同位置處塵埃散射點相關性分布（圖3），表明離物鏡中心越遠的散射點對散射背景的貢獻越弱，這對日冕儀研制中的材料選取與加工工藝，以及建立更高精度的塵埃散射背景模型提供了關鍵技術與契機。
該科研成果受到了國家自然科學基金，中國科學院“西部之光”人才培養計劃以及國家重點研發計劃的支持。
圖1 數據處理流程
圖2 日冕原始圖像（第1行）與用兩種模型修正后的圖像（2、3行）
