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太阳的表面,炙热的日冕,为何温度会如此之高?

我们手上有一个谜。太阳表面的温度约为6000开尔文——足够热,可以发出明亮的热白光。但是太阳的表面并不是它的最后一层,就像地球的表面并不是它的最外层一样。太阳有一个稀薄但广阔的大气,称为日冕。此日冕的温度高达几百万开尔文。

日冕的温度如何比太阳表面的温度高?

就像我说的那样,是个谜。

一个日冕,热,请

奇怪的是,如果你要通过日冕,你将感觉不到它的热量。它不仅是薄,而且是非常薄,仅记录了太阳表面密度的万亿分之一。尽管温度很高,它是这么的薄,这意味着构成日冕的小颗粒以令人难以置信的速度四处飞驰,最初只有很少的颗粒,他们几乎不会击中你-你甚至都感觉不到炎热的高温。

(需要澄清的是,你接近太阳本身的表面肯定是会融化的,但这并不是日冕的错。)

日冕本身很大,绵延数百万公里,使太阳半径超出它可见表层的两倍。但同样,因为它太薄所以很难看到。只有在日全食期间,当月球体完全遮蔽了太阳圆盘时,日冕才显示出它全部的光辉,并从太阳表面发出的光中发光,反射出构成大气的细小颗粒。

日冕的详细检查显示出其非常特殊的结构。纤细的丝状物,长长的环状物以及类似指纹一样的螺纹在整个太阳大气中起舞。因此,很显然这是一个非常活跃和复杂的地方。这可能为它地狱般高温提供了线索。

终极力量

太阳只有一种能源,就是核能。在深而致密的热核中(具有讽刺意味的是,这是使日冕温度最佳的唯一位置),巨大的压力压倒了氢的自然排斥力,将它们融合在一起形成氦气。转换过程中会留下一些物质,因此会释放出一些能量。

每个单独的反应仅散发出一点点能量,但无数次的重复该过程,最终你会得到奇妙的,长期的强大能源,为整个太阳系提供数十亿年的光。

并且由于它是周围唯一的能源,因此会以某种方式加热日冕。

2012年8月31日,美国东部时间下午4点36分,一直悬浮在太阳大气中的日冕物质长丝喷发到太空中。日冕物质抛射(CME)的速度超过每秒900英里。CME并没有直接向地球移动,而是与地球的磁环境或磁气圈相连接,导致极光在9月3日(周一)晚上出现。上面的图像包括地球的图像,显示了CME的大小与地球的大小的比较。来源:美国国家航空航天局/戈达德宇航中心/ SDO

不难想象为什么太阳的表面比最里面的核心冷的多,被称为光球层。毕竟,那个表面被暴露在外太空坚硬、寒冷令人不寒而栗的真空中,并且被数十万公里厚粘稠的等离子体与变暖的地核隔开。

但是那个表面是活跃的,也许比它上面湍流的日冕更活跃。颗粒,太阳黑子,耀斑,大规模喷发,以及很多的气泡并从太阳混乱的外部喷发,也许在那地狱般的表面隐藏着神秘的日冕高温来源。

相互作用机制

所以我们有一个相对较冷但非常活跃的太阳表面在炽热的日冕之下,我们需要一些东西来连接这些活动并将其转化为热量。幸运的是,太阳是一个巨大的等离子球,这意味着它是快速移动的带电粒子的混合物。快速移动的带电粒子非常擅长形成磁场。

磁场反过来又非常擅长把活动转化为热量。

长期以来,人们一直怀疑强磁场在加热日冕过程中起着重要作用,且派帕克太阳探测器去做更详细的研究。在一篇论文中,研究人员利用太阳动力学观测站的数据发现了另外两种利用磁场加热日冕的机制。

有时,磁场会自我包裹,形成一条隧道(科幻小说中有个很酷的名字叫通量管)。这些隧道充当了输送更多磁能的管道,这些磁能以激波和波浪的形式从一个地方传到另一个地方。比如从太阳表面到日冕层.

有时这些磁场甚至会彼此之间缠绕的很紧,就像一根拉的过长的橡皮筋一样断裂,释放出所有被压抑的能量。

如果这些通量管和重联事件发生的频率足够高,并提供足够的能量,它们就可以为日冕提供足够多的热量来维持它。这仍然是个悬而未决的问题,但是通过更多的观察和努力工作,我们可能很快就会对这个奇特的太阳之谜有一个清晰、详细的了解。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. universetoday-淡水鱼

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转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

翻译:天文志愿文章组-淡水鱼

审核:天文志愿文章组-

排版:零度星系

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自:https://www.universetoday.com/141332/how-the-suns-scorching-corona-stays-so-hot/

本文由天文志愿文章组-淡水鱼翻译自universetoday的作品,如有相关内容侵权,请于三十日以内联系运营者删除。

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