為何太陽大氣溫度比表面溫度高?

2021-01-15 快科技

據《每日科技》網站報導，隸屬於美國宇航局NASA的「極端紫外一般入射光譜儀」（Extreme Ultraviolet Normal Incidence Spectrograph，簡稱EUNIS）項目的科學家們最近發現，他們掌握了一些可以用於解釋太陽外部大氣層為何比內部表面溫度高得多的證據。對小規模極端炎熱氣溫的新觀測一直與現有理論相吻合——所謂的微閃爍（nanoflare）——持續不斷的加熱爆炸，沒有一次可被單獨偵測到。這種現象產生了大量神秘熱量。

令人更為驚訝的是，這些頗具研究價值的觀測結果其實只持續了不到6分鐘。要知道，EUNIS於2013年4月23日發射，每1.3秒記錄一次太陽的特徵，跟蹤其溫度情況。

在太陽的可見表面，即光球層（photosphere）溫度只有6000開爾文，而日冕的溫度通常能達到300倍之高。

華盛頓天主教大學（Catholic University）、NASA戈達德空間飛行中心空間科學家Jeff Brosius表示：「這確實很令人感到奇怪。一般來說，當遠離熱源時，物體的溫度會低一些。當你烤棉花糖的時候，通常會靠近火焰，而非遠離。」Brosius是該項研究的主要作者，相關研究成果發表在2014年8月1日的《天體物理學期刊》中。

數個理論在這裡提出用於證明日冕轉化為熱量的過程中，電磁能如何傳遞。不同的理論做出了不同的預測，如什麼種類的物質、多高的溫度將是可以檢測到的，但只有極少數觀測通過觀察大量區域，在高解析度地區可以分類預測。

EUNIS裝配有敏感的光譜儀器。這些儀器可以收集在指定溫度下會呈現多少物質。這一過程依靠記錄光的波長實現。為了監測不同的日冕加熱理論，超紫外線波長收集了大量數據。在EUNIS短暫的飛行過程中，它將根據已知的、複雜的電磁信息——太陽數據預判需要嚴格注意，區域為所謂的活躍區。

ENUIS可被用於觀測溫度最高可達1000開爾文的物質（通常是微閃爍的溫度）。科學家就假設正是這種神秘的物質提高了太陽大氣的溫度。它們將快速冷卻，產生100萬-300萬度的太陽物質，而且這種高溫物質將繼續存在，提高了太陽大氣的溫度。

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