太陽動力學天文臺拍攝的太陽圖像。2015

太陽望遠鏡是專門用於太陽觀測，是用途特殊的光學望遠鏡。而射電望遠鏡是一個專門的天線和無線電接收機，在射電天文學用來接收天空中從天文射電源的無線電波。

口徑1米的瑞典太陽望遠鏡，位於加那利群島拉帕爾瑪島的穆查丘斯羅克天文臺。

壹

專業的太陽望遠鏡

太陽望遠鏡地理圖1

太陽望遠鏡需要有足夠大的口徑以獲取最佳的衍射極限，不同於其他天文望遠鏡的是，太陽望遠鏡無需考量望遠鏡的集光力。

太陽望遠鏡地理圖2

因為太陽望遠鏡是在白天工作，並且目標是非常明亮的太陽，並且因為視寧度受到大氣層的影響遠比夜間的嚴重，所以這些望遠鏡的物鏡口徑都在1米以下，甚至更小。

太陽望遠鏡地理圖3

太陽望遠鏡地理圖4

被聚焦的陽光所凝聚的熱也是設計上的一個問題，專業的太陽望遠鏡會使用非常長的焦距，並通過真空的光路以減少大氣擾動與望遠鏡內部對流運動的影響，因此太陽望遠鏡相對的都很巨大（有些是世界上最巨大的光學望遠鏡）。它們目標的影像（太陽）以狹窄且固定的路徑橫越過天空，太陽望遠鏡通常是固定不動的（有些還被掩蓋在地下），唯一的運動機制是追蹤太陽的定日鏡。

太陽望遠鏡地理圖5

太陽望遠鏡地理圖6

這些望遠鏡使用濾鏡和投射技術直接觀測，另外還有配置不同濾鏡的各種照相機。專業的工具，例如光譜儀和太陽單色光觀測鏡在各種不同的波長上觀測太陽。

太陽望遠鏡地理圖7

貳

著名的太陽望遠鏡

太陽望遠鏡地理圖8

於1924年開始運作的愛因斯坦塔（Einsteinturm）

麥克梅斯-皮爾斯太陽望遠鏡（1.6 m diameter, 1961年–）

McMath-Hulbert Observatory（口徑24英寸/61公分，1941年–1979年）

瑞典真空太陽望遠鏡（口徑47.5公分，1985年– 2000年）

瑞典太陽望遠鏡（口徑1米，2002年–）

理察·鄧蓮太陽望遠鏡（口徑1.63米，1969年–）

威爾遜山天文臺

荷蘭開放式望遠鏡（直徑45公分，1997年–）

Teide Observatory多鏡筒太陽望遠鏡，包括70公分的真空塔式望遠鏡（1989年–）和1.5米的GREGOR太陽望遠鏡，在2007年已經接近完工了webcam。

先進技術太陽望遠鏡，計劃中口徑4米的望遠鏡。

業餘太陽望遠鏡的例子，配備有Hα濾鏡系統。

叄

業餘的太陽望遠鏡

在業餘天文學的領域內有許多方法被用來觀測太陽。業餘使用的方法從最簡單的將太陽影像投影在白紙上、使用赫歇爾楔型太陽稜鏡赫歇爾稜鏡從目鏡移除95%的陽光，到使用Hα濾鏡的系統，甚至還有在家中安裝太陽單色光觀測鏡的。相較於專業的望遠鏡，業餘的太陽望遠鏡通常都小了許多。

肆

射電望遠鏡

射電望遠鏡是一個專門的天線和無線電接收機，在射電天文學用來接收天空中從天文射電源的無線電波。射電望遠鏡的外形差別很大，有固定在地面的單一口徑的球面射電望遠鏡，有能夠全方位轉動的類似衛星接收天線的射電望遠鏡，有射電望遠鏡陣列，還有金屬桿製成的射電望遠鏡。

1931年，美國貝爾實驗室的央斯基用天線陣接收到了來自銀河系中心的無線電波。隨後美國人格羅特·雷伯在自家的後院建造了一架口徑9.5米的天線，並在1939年接收到了來自銀河系中心的無線電波，並且根據觀測結果繪製了第一張射電天圖。射電天文學從此誕生。雷伯使用的那架天線是世界上第一架專門用於天文觀測的射電望遠鏡。

20世紀60年代天文學取得了四項非常重要的發現：脈衝星、類星體、宇宙微波背景輻射、星際有機分子，被稱為“四大發現”。這四項發現都與射電望遠鏡有關。

天文望遠鏡的極限分辨率取決於望遠鏡的口徑和觀測所用的波長。口徑越大，波長越短，分辨率越高。由於無線電波的波長要遠遠大於可見光的波長，因此射電望遠鏡的分辨本領遠遠低於相同口徑的光學望遠鏡，而射電望遠鏡的天線又不能無限做大。這在射電天文學誕生的初期嚴重阻礙了射電望遠鏡的發展。

1962年，英國劍橋大學卡文迪許實驗室的馬丁·賴爾利用干涉的原理，發明了綜合孔徑射電望遠鏡，大大提高了射電望遠鏡的分辨率。其基本原理是：用相隔兩地的兩架射電望遠鏡接收同一天體的無線電波，兩束波進行干涉，其等效分辨率最高可以等同於一架口徑相當於兩地之間距離的單口徑射電望遠鏡。賴爾因為此項發明獲得1974年諾貝爾物理學獎。

在貴州建造的FAST射電望遠鏡靈敏度約為世界第二大同類望遠鏡的兩倍。

伍

我國正在建設一雙更強大的“眼睛”觀測研究太陽活動

自20世紀90年代以來，美國率先啟動國家空間天氣研究計劃，歐盟、俄羅斯、日本、印度、加拿大等也先後啟動各自的太陽及空間天氣監測與研究計劃。

目前，我國正在逐步建立和完善自主運行的觀測太陽和空間天氣研究監測網絡，加強從源頭上監測太陽活動的能力，並在一些領域達到了國際領先水平。

中國科學院國家天文臺明安圖觀測基地位於內蒙古錫林郭勒大草原，該基地的明安圖射電頻譜日像儀是世界一流的太陽射電望遠鏡，素有草原“天眼”的美譽。由於性能卓越，該設備吸引了諸多國際關注，被國際同行認為是當前最先進的新一代太陽專用射電干涉設備。但科研人員追求進步的腳步並未就此停止，他們正致力於讓這雙“眼睛”變得更加強大。

套用中科院研究人員的話:“天眼是世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡，利用球冠反射面在射電電源方向形成300米口徑瞬時拋物面，更便於追蹤移動的天體，比之前世界最大的阿雷西博350米望遠鏡綜合性能提高了10倍，可以輕易接受到137億光年範圍的信號，在將來二三十年裡都能保持世界領先地位。”天眼是通過接受電磁波信號來分析宇宙的狀態的。

早在2016年9月25日，位於貴州黔南州平塘縣大窩凼的世界最大單口徑射電望遠鏡——500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）全部竣工並投入使用。

阿雷西博

FAST突破了射電望遠鏡的百米極限，它擁有30個足球場大的接收面積。它與號稱“地面最大的機器”的德國波恩100米望遠鏡相比，靈敏度提高約10倍。FAST口徑達500百米，而目前世界最大的美國Arecibo射電望遠鏡口徑是300米，擠下了排名53年來最大的“阿雷西博”（Arecibo）單口望遠鏡，提高發現中子星的機率增加1倍、發現外星文明的機率可提高5至10倍。

如今已經雄踞世界最大單口徑射電望遠鏡寶座50多年的美國阿雷西博望遠鏡正經歷它最困難的時刻。隨著設備的落後，對於望遠鏡的維修費越減越少，2018年美國國家自然科學基金（NSF）大氣學部下發的望遠鏡維護經費也從410萬美元驟減至100萬美元。