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宇宙之太阳耀斑
(科普2013-06-12 09:11:44)


耀斑为太阳色球中局部小区域的突然增亮,位置在谱斑或光斑附近,且常在黑子群周围。耀斑在几分钟内形成,可持续存在几个小时。能量大多是紫外辐射,也发出强X射线,还有宇宙线和非高能粒子。粒子的运动速度比耀斑的光速慢得多,因而一二天后才能到达地球附近。耀斑发出的辐射和粒子同地球磁场和电离层相互作用,会使地球上的短波无线电通讯中断并出现极光。
上图为12年前观测到的太阳情况:美国国家天文观测台的科学家3月29日说,他们正在密切监视一个巨大的太阳耀斑。这是科学家过去十年间观察到的最大耀斑。英国广播公司的报道说,这个代号为“Noaa9393”的耀斑一个月前被首次观测到,当时还不像现在这么大。由于太阳的自转,这个耀斑从科学家的观测视线中消失了一段时间,几天前再次出现时,科学家惊奇地发现它变大了。科学家说,这个耀斑非常大,甚至肉眼都能看到。但科学家告诫,任何人都不应在没有保护措施的情况下直视太阳,否则可能会造成失明。太阳活动每11年就有一次高峰期,这时太阳表面耀斑会增多。2001年正是一个太阳活动的高峰年。

这是一张日珥的活动影像,甚至可以观察到针状体的活动,并且标有时间。













对以上图片进行比较,你可以发现太阳表面活动的剧烈变化。要知道,那上面每一处耀眼的光斑都比我们的地球要大得多。


太阳是一颗恒星。半径为696000公里,是地球半径的109倍,体积为1.437×10的18次方公里,相当地球的130万倍。质量为1.989×10的33次方克,是地球的33万倍。平均密度1.41克/立方厘米,球心密度约160克/立方厘米。表面重力加速度为27.4×10的4次方厘米/秒2,逃逸速度为617.7公里/秒。日地平均距离为149600000公里(称为一个天文单位),太阳视半径约16分,与月球半径相当。表面平均温度约5770度,中心温度达15000000度。组成太阳的物质,最丰富的元素是氢,约占71%,其次是氦,约占27%。这些物质,在极高温度的环境下发生电离,变成电子和离子,称为等离子体。所以组成太阳的物质,同90%以上的宇宙物质一样,都是等离子态。太阳是距离我们最近的一颗恒星,它的目视星等为-27.8,绝对星等4.83。太阳进行着自转运动,它的自转轴与黄极倾角为7度15分,自转周期在赤道上为26.9日,离赤道愈远,自转周期愈长,在极区长达30日以上。太阳位于银河系赤道平面的一条旋臂上,距银心约30000光年。它带着太阳系所有成员环绕银心旋转,运行一周为2.5亿年,称做一个宇宙年。地球自形成之日起已跟随太阳绕银心旋转了约18圈,即度过18个宇宙年了。太阳大约形成于50亿年前,现在正处于旺盛的中年时期,是一颗稳定的恒星。长期以来比较稳定地进行着氢氦聚变的热核反应,从而产生大量的热能,并以辐射的方式向外传播,成为地球的能量源泉。在它的局部也存在着不稳定和不平衡,经常发生局部爆发现象,称为太阳活动,这些活动会对地球产生巨大的影响。

耀斑
太阳色球中局部小区域的突然增亮,位置在谱斑或光斑附近,且常在黑子群周围。耀斑在几分钟内形成,可持续存在几个小时。能量大多是紫外辐射,也发出强X射线,还有宇宙线和非高能粒子。粒子的运动速度比耀斑的光速慢得多,因而一二天后才能到达地球附近。耀斑发出的辐射和粒子同地球磁场和电离层相互作用,会使地球上的短波无线电通讯中断并出现极光。
色球层上空突然发亮并迅速增强的现象,又叫色球爆发。这种爆发十分猛烈,它是各种太阳活动中最为剧烈的现象。一次爆发,时间很短,由数分钟到几小时。但所释放的能量极大,最大可达到10的25次方焦耳,相当于百万吨级氢弹威力的100亿倍。能使太阳辐射出的粒子流和各种射线迅速增强。当这些粒子流和射线到达地球时,就会引起磁暴、极光和短波无线电通讯中断等现象。所以,耀斑是太阳活动最主要的标志。耀斑和黑子有密切关系,它多出现在黑子区的上空,并有同一兴衰过程,活动周期为11年。
日珥
是从色球层向日冕层抛出的火焰状物质,又名红焰。日珥物质从色球层抛出后,在很短时间内可以迅速上升到80万公里的高空,然后又跌落下来。其运动速度,每秒可达数百公里。日珥温度低于周围的日冕层,密度则大于日冕层,呈绯红色,故名红焰。日全食时可以看到它,平时使用仪器也能观察到。日珥的出没也是太阳活动的明显标志,它与黑子、耀斑一样,也以11年为活跃周期。其原因仍不明,也许同磁力有关。日珥的大小有很大差别,而且有活动日珥和宁静日珥两种主要类型,活动日珥快速喷发,持续几分钟至几小时,宁静日珥喷发平缓,减退也慢,可延续几个月。日珥的形态万千,有弧状的、舌状的、环状的和树枝状的等等。
光斑
太阳表面的亮颗粒状结构,比周围的光球略热或略冷。光斑可离开黑子单独存在,而太阳黑子则总有一个同它有关的光斑。在日面边缘附近,用通常的白光就可以看到光斑。因为在该处,光球背景比日面中心暗。在用氢或电离钙蒸气拍摄的太阳单色像上还可以看出,光斑一直延伸到色球并遍及整个日面。在日面边缘以外的区域所看到的光斑则称为色球光斑或谱斑。
光球
光球是太阳的可见圆面,在太阳大气底层,厚度约500公里,由于它光亮夺目,故称光球。太阳的形状和大小都是根据它测定的,太阳表面温度实际上也是指光球的表面温度而言的。因此,人们常把光球看作太阳的整体。光球的光热是从太阳内部热核反应区所释放出来的能量,通过辐射区传输至日表所致。从地球上观察发现,光球表面的亮度是不均的,中部最亮,从中部向边缘逐渐减弱。光球表面是太阳黑子、光斑、米粒状组织等现象的活动舞台。
色球
在光球之上,日冕之下,是太阳大气的一个薄层。因为它呈玫瑰色,故称色球或色球层。其平均厚度约2000公里,亮度仅及光球的千分之一。因此,在看到光球的情况下,是无法看到色球的,只有在日全食时,才能在日轮边缘看到它。色球的温度,低层较低,约4600度,自低向上逐渐增高。在色球表面有许多针状喷射物质,称为针状体,整个色球表面约有20多万个,但其寿命很短,只有5分钟左右。
日冕
太阳大气的最外层,呈银白色或淡黄色的光辉物质。它由高温、低密度的等离子体所组成,其中主要是质子、高度电离的离子和高速运动的自由电子。其亮度仅及色球的千分之一,光球的万分之一。厚度很大,由色球层向外伸展几个太阳半径远。温度极高,可达100万度。这种高温机制虽未彻底揭晓,但据分析和日冕物质的高速运动有关。当黑子极盛时期,日冕射线是朝着所有方向的,黑子极少时期,日冕射线在太阳赤道一带伸展较长,而在两极处则较短。所以,日冕形状是随着黑子盛衰而变化着的。平时,日冕光辉被光球的光辉所淹没,只有在日全食或使用日冕进行观察,才能看到它。


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