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每个人都知道太阳被一层厚厚的气体包围,称为太阳大气层。大气层中距地表最远的部分称为日冕。这里的温度达到几百万开尔文,而太阳本身的表面温度只有5800开尔文。但它由什么组成呢?为什么她这么火?
太阳表面非常热,温度达到 5800 开尔文,但其日冕温度平均高出 300 倍。这导致了天体物理学家至今仍无法解开的谜团。是什么将日冕加热到如此极端的温度?通常,当你远离热的东西时,环境会变得凉爽,但显然还有其他机制在起作用。
太阳的日冕由密度非常低的太阳等离子体组成。数据表明,其加热机制之一取决于太阳上不规则但相当频繁的爆炸和耀斑。在这些时刻,部分非常热的物质从太阳升起,即所谓的“热炸弹”,它们升入太阳大气层高处,爆炸,释放大量能量,从而加热日冕。
一些科学家认为,日冕之所以变得如此炎热,是因为许多被称为纳米耀斑的小爆炸。在某些情况下,它们会达到令人难以置信的高温,大约为 1000 万开尔文。这甚至高于平均电晕温度。但天体物理学家表示,这只是解释日冕加热的多种方法之一。
20世纪中叶提出的波加热理论也可以解释这一现象。该理论表明,某些波将能量从太阳内部传送到色球层和日冕。由于太阳不是由普通气体而是由等离子体形成的,因此多种类型的波可以在其中传播,类似于空气中的声波。这些波可以由太阳光球层中的粒状湍流产生,并且可以通过大气在一定距离内传输大量能量。在高层大气中,它们可以以大量热量的形式释放所有能量。
还有更多的理论描述了日冕加热的本质,而且很可能其中许多都是正确的,并且每种机制都有助于加热,但我们还无法验证这一点。
如何观看日冕?通常,太阳表面发出的明亮光线对我们来说日冕是隐藏的。尽管日冕非常热,但由于其密度低,与太阳的其他部分相比,它相当暗淡,并且它的辐射阻挡了日冕发出的光。这使得观察和研究变得非常困难。因此,不使用特殊设备是不可能做到的。
然而,在日全食期间,即使不使用仪器和附加设备,也可以看到日冕。也就是说,当月亮穿过太阳的圆盘时,它会阻挡大部分来自太阳的光线,因此您可以在变暗的太阳周围看到白色闪亮的日冕。
天体物理学家使用日冕仪来研究和观察日冕——这是一种特殊的望远镜,可以通过阻挡来自太阳的直射光来观察日冕。