答:太陽日冕都有哪些結構?

2021-01-18 騰訊網

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空少問答

小課堂

第137期

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一

答：太陽日冕都有哪些結構？

上周六，空少為大家留了1個問題，來看看空少的解答以及從留言中選出的最佳答案吧！

想要查看原問題背景介紹的朋友們可以點擊《問：太陽日冕都有哪些結構？》~下面就讓我們來看看空少的解答吧！

空少正解

上期我們講到，按照設計，美國國家航空航天局（NASA）的帕克太陽探測器（Parker Solar Probe）將在約8年的時間內完成24次繞太陽軌道的飛行，並逐漸降低近日點的高度，未來最低可以飛到距離太陽表面約600萬公裡，進入太陽大氣的最外層——「日冕」當中。日冕（Corona）中有很多特別的結構，例如我們之前提到的「日冕洞」，這些結構的性質與背景的日冕有很大不同。

2006年日食期間對太陽日冕的拍照（來源：https://cseligman.com/text/sun/2006enhancedcorona.jpg）

帕克太陽探測器能夠幫助我們更好的了解它們的特徵，從而更好的掌握太陽大氣的日冕中發生的各種物理過程。那麼，日冕中都有哪些結構，它們有什麼基本的特徵呢？

日冕中其實存在著一些有趣的精細結構，例如冕流和極羽、冕洞、日冕凝聚區等。我們在日全食時的日冕照片上看到很多羽毛一樣向外凸起、伸展的位置，如下圖所示：

日冕結構（來源，論文Bruzek and Durrant, 1977，

中文圖掃描自《日地空間物理學》，塗傳詒著）

圖中：

H叫做盔狀物（盔狀冕流），是特別常見到的一種凸起。所謂冕流，定義為日冕中比背景亮的延伸結構。冕流的長度與太陽活動有關﹐在太陽活動極大時延伸到約1倍太陽半徑﹐而在太陽活動極小時則可達2倍太陽半徑﹐寬度大於0.1倍太陽半徑。盔狀物的下部通常罩著寧靜日珥。

圖中沒有畫出來的日珥，其實在太陽的藝術圖中非常常見，如下圖所示，形為太陽外圈環形的火舌，它們起源於色球層，但是在日冕中伸展。不過這是從側面看日珥是發亮的，由於日珥其實溫度很低（約6000開氏溫度）而密度很高，如果從正面看（Ha成像等）它是發暗的，這時候又被叫做暗條，其實是同一個東西。

極紫外輻射拍照中的日珥（來源：https://www.nasa.gov/sites/default/files/styles/full_width_feature/public/thumbnails/image/faq1.jpg）

而回到結構圖，其中的R稱為凝聚區，它是與太陽活動區相聯繫的高溫高密度區域，特徵尺度有幾萬公裡，密度比周圍高10倍甚至百倍，溫度超過300萬開氏溫度，壽命為幾小時到幾天。

結構圖中的P稱為極羽，顧名思義就出現在太陽極區了。它的射線結構描繪了極區的磁場，它的密度是周圍的4-5倍，可以持續約15小時。不過，這種羽狀結構其實在赤道也有可能出現。另外F叫做輻射線，也與磁場結構有關。

而結構圖中沒有出現的一種重要結構就是我們開始時說到的冕洞，它的樣子如下圖紫外輻射拍照中所示，在一些非可見光的拍照中它呈現為非常巨大的黑色的洞。它是日冕中的低溫度、低密度區域。它的輻射比寧靜日冕要低，所以才是黑色的洞。它的壽命非常非常長，可以持續好幾個月。

極紫外輻射拍照中的冕洞（來源：https://scied.ucar.edu/sites/default/files/images/large_image_for_image_content/sun_coronal_holes_sdo_aia_193_12jan2011_594x550.jpg）

留言區·精選

@易爻

2006年日食期間對太陽日冕的拍照中，為什麼右上左下角區域，量這麼少？是磁極方向嗎？

@格物致理

盔狀冕流，極羽神馬的

感謝大家的支持，我們下期再見！

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