天文知识问答:什么是日冕?

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什么是日冕?

天文知识问答:什么是日冕?插图

日全食发生时,黑暗的太阳外围是银白色的光芒,像帽子似地扣在太阳上,因此称为日冕。日冕是太阳最外围大气。平时要观测日冕,需要用特别的日冕仪。日冕的范围很大,用日冕仪只可以观测到接近太阳表面的那部分日冕,一般叫做内冕。它的边界离太阳表面约有3个太阳半径那么远,或者说约为200万千米。在此以外的日冕叫做外冕,它向外延伸到地球轨道之外。日冕的物质非常稀薄。

天文知识问答:什么是日冕?插图(1)

内冕密度稍微大一些,但它的密度也低于地球大气的十亿分之一,几乎接近真空。日冕的形状很不规则,有时候呈圆形,有时候呈扁圆形,结构也很精细,在太阳赤道四周有很多向外流动的“冕流”伸向远处,太阳极区则有一些纤细的羽毛状的“极羽”。

日冕的温度非常高,可达200万摄氏度。令人不可思议的是,离太阳中心最近的光球,温度是几千摄氏度。稍远些的色球,温度从上万摄氏度到几万摄氏度。而距离太阳中心最远的日冕,温度竟然高达百万摄氏度。这一反常的现象意味着什么,科学家们目前还未找到合理的解释。

日冕(solar corona),一种自然现象,是指太阳大气的最外层(其内部分别为色球层和光球层),厚度达到几百万公里以上。色球层之外为日冕层,它温度极高,日冕温度有100万摄氏度,粒子数密度为1015/m³。日冕上有冕洞,而冕洞是太阳风的风源。日冕只有在日全食时或通过日冕仪才能看到,其形状随太阳活动大小而变化。在太阳活动极大年,日冕的形状接近圆形,而在太阳活动极小年则呈椭圆形。

日冕辐射

辐射

  • 日冕的辐射是在非局部热动平衡状态下产生的,有以下几种情况:
  • 日冕气体中的自由电子散射光球辐射,即白光日冕。
  • 电子在热运动中同质子、α粒子以及各种重离子碰撞时,产生韧致辐射。
  • 处于亚稳态的离子的禁戒跃迁,是日冕禁线的来源。
  • 当电子在磁场中运动时,产生回旋加速辐射或同步加速辐射。这种过程对于产生日冕的较长波长(如射电波)的辐射是相当重要的。
  • 在日冕等离子体的静电振荡和阿尔文波等过程中也产生辐射。

日冕的可见光波段的连续辐射是日冕物质散射光球的连续辐射的结果,因而日冕连续光谱的能量分布与光球很相似。白光日冕的光可分为:K日冕、F日冕、E日冕(有时称L日冕)。太阳光谱的远紫外线和X射线主要是在日冕中产生的。光球温度较低,在这两个波段的辐射远没有日冕强。为了不受光球辐射的干扰,常用远紫外线及X射线这两个波段来拍日冕像。用X射线拍到的日冕像。把可见波段的单色像同远紫外线和X射线等单色像作比较,便可研究太阳大气不同层次的物理状态(见太阳单色像)。

射电辐射

宁静日冕射电辐射在一些方面与日冕X射线相类似,二者虽然只占太阳总辐射能的很小部分,却能提供相当数量的信息。对于X射线有很大意义的初致辐射,对射电谱也很重要;用射电波与X射线一样能直接观测日冕的射电辐射而不受光球辐射的干扰。通过光谱分析得出日冕的e=”3″<日冕的电子密度和运动温度。

热导率粒子速度

日冕的热导率十分高粒子速度很大,这就使得日冕处于近似等温状态。总结不同学者的研究结果,可知日冕温度约1.5x106K,太阳活动极大时可达2.5×106K,在远离太阳的区域温度缓慢下降。通过太阳射电观测,也得到同样的数值。

现在同学们了解什么是日冕?

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