神奇而豐富的太陽表面活動:米粒組織、日針、日珥和日冕環

2020-12-05 地理沙龍號

太陽是太陽系的中心天體，是一顆黃矮星，無時無刻不在其內部發生著核聚變反應，從而源源不斷的向宇宙空間釋放能量，給其他行星，包括地球帶來光照和熱量。如果沒有太陽，地球的溫度會比現在冥王星的溫度還低，地球上也不可能會有生命。

太陽表面

所以，人類對於太陽的崇敬，自古以來就有，古代人類崇拜太陽，有太陽神、太陽神廟等等。但是太陽是一個內部溫度1500萬℃的大火球，表面溫度也有5500℃，在地球上用肉眼直接觀察太陽都十分危險，所以很長時間內，人類認為太陽就是一個光亮的圓盤，直到現代天文科學的發展，人類對於太陽才有了更為深入的了解。

地球上看到的太陽

平時我們在地球上看到太陽像一個光亮的圓盤，那麼因為我們在距離太陽1.49億千米的地方觀察，實際上太陽表面有著豐富的活動，太陽表面大氣層由內到外可以分成光球層、色球層和日冕層。其中光球層就是我們平時觀察到的太陽圓盤，其中就有黑子活動，除了顏色較暗的黑子之外，太陽光球層其他部分也不是光亮的一片，而是以米粒組織進行分割的。

黑子和米粒組織

太陽表面並不光滑，而是可以分割成無數的小單元，稱為米粒組織，每個米粒組織直徑約為1000千米，大的可以達到3000千米。這些米粒組織實際上是從太陽對流層上升到表面光球層的熱氣團，就像我們生活中沸騰的米粥上翻滾的熱氣泡，每個米粒組織的存在時間大約為8分鐘，最多也就16分鐘，所以太陽就像一個不斷翻滾的大米粥。

米粒組織剖面圖

太陽內部的熱量，通過米粒組織的對流向外傳遞，在米粒中心物質垂直上升，隨著能量向外輻射，溫度下降，改為向四周水平運動，到米粒組織邊緣在垂直下降，重新吸收太陽能量。在太陽光球層表面，除了黑子所在區域，其餘部分都是米粒組織，在相鄰的米粒組織之間有向外伸出的小火苗，我們稱為「日針」，但實際上這些日針的高度可達數萬千米。

日珥

在太陽大氣層的色球層內，主要的太陽活動包括耀斑和日珥，日珥就是在太陽色球層中跳動的火舌，是非常強烈的太陽活動，其溫度可以達到上萬攝氏度。這些跳動的火舌，很像太陽表面的耳環，在太陽表面不斷的翻騰，大的日珥其高度可達幾十萬千米，由於光球層太亮了，所以日珥在平時很難觀察到。

日珥（動圖）

在太陽表面磁場強大的區域，有時候會向外噴出滾燙的氣體，實際上就是高溫等離子流，形成拱形的圓環，這些環的末端連接著太陽的磁極，這些太陽活動我們稱為日冕環。日冕環的形成過程中，會向外拋射大量的物質，主要是電子和質子組成的等離子，速度可達每秒幾十至上千公裡，對地球會產生巨大幹擾。

日冕環（合成）

相關焦點

  • 太陽活動之日珥
    在日全食時，太陽的周圍鑲著一個紅色的環圈，上面跳動著鮮紅的火舌，這種火舌狀物體就叫做日珥，日珥是通常發生在色球層的，它像是太陽面的「耳環」一樣。按運動情況來看，日珥可分為爆發型、寧靜型和活動型這樣三大類。
  • 冰火兩重天:為什麼日冕如此熾熱而日珥卻如此清涼?
    從20 世紀40 年代開始，天文學家就已經知道，日冕比太陽的表面—— 光球—— 要熱一百萬度。然而，沉浸於其中的日珥卻與光球有著幾乎相同的溫度。這兩個觀測現象都同樣令人困惑。為什麼在溫度5500 K的光球以外存在著一個百萬度高溫的日冕？日珥是如何在熱的日冕中形成並維持的？
  • 探究恆星的活動現象必須要了解太陽內部的物理過程
    太陽的活動現象反映的是太陽大氣裡面的一些物理過程，但是它的根源是在太陽內部的對流區，在太陽表面附近由於能量是以對流的方式來進行的，所以在太陽表面的大氣裡面可以明顯地表現出「米粒組織」的結構，這個結構實際上就是氣體源在太陽內部循環地上升下降所造成的一種沸騰現象，這個僅僅是太陽表面氣體的運動方式所表現的一個觀測特徵。
  • 「日珥」是太陽的「耳環」嗎?
    「日珥」是發生在色球層的太陽活動，它就像太陽面上的「耳環」一樣。它們比太陽圓面暗得多，一般情況下會直接被日暈淹沒，不能用肉眼直接看到，只有使用太陽光分儀、單色光觀測鏡等儀器或者在日全食的時候才可以看見。
  • 太陽的大氣——結構,磁場
    黑子是發生在光球層的典型事件，後面會更詳細的介紹，使用可見光可以在光球層中觀測到的結構是米粒組織（如圖二是一張放大很多倍的太陽表面的可見光觀測圖像，中間黑色的是黑子，背景裡黃色的米粒狀的結構就是米粒組織）。
  • 太陽表面的「巨龍」:美衛星拍到巨型日珥長達80萬公裡
    NASA拍攝到的美輪美奐的日珥現象據英國《每日郵報》9月5日報導，美國航空航天局（NASA）近日公布了一段衛星拍攝到的記錄太陽活動的視頻。視頻中，太陽正在「噴射」長達數十萬公裡的巨型日珥，十分壯觀。這段長約3個小時的視頻由NASA的太陽觀測衛星「太陽動力學天文臺」拍攝，記錄了8月6日到8日期間，太陽表層日冕層大規模的物質拋射（CME）現象。更令人驚喜的是，此次「日冕物質拋射」還伴有日珥現象，日珥長達50萬英裡（約合80萬公裡）長。
  • 答:太陽日冕都有哪些結構?
    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。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。
  • 色球上的火舌——日珥
    當日珥出現時，由於大氣層當中的色球酷似燃燒著的草原，玫瑰紅色的舌狀氣體如烈火升騰，形狀千姿百態。而整體上看來，它們的形狀恰似貼附在太陽邊緣的耳環，由此得名日珥。由於磁場的不穩定性，常常會爆發劇烈的耀斑以及與耀斑共生的爆發日珥、衝浪、噴焰等許多動力學現象。耀斑爆發時，還伴隨大量的遠紫外輻射和X射線輻射以及高能粒子流。這些輻射對日地空間和地球高層大氣影響很大。此外，色球、日冕等離子體和可變磁場以及由不穩定性引起的衝擊波之間進行相互作用，會產生大量不同頻率的射電輻射，為色球、日冕物理性質和爆發現象的研究提供重要信息。
  • 【認識太陽】日冕物質拋射——「突發」地磁暴製造者
    如果說太陽活動中冕洞高速太陽風帶給地球的影響如同拳手的前手刺拳一般，那麼今天要和大家說的CME——日冕物質拋射就是後手勾拳，突然出現、勢大力沉，容易使人措手不及。LASCO衛星拍攝到一次CME過程在說清日冕物質拋射這件事兒之前，我們不妨先來簡單了解一下太陽這位「拳手」。太陽——太陽系不老拳王，45億年以來未嘗敗績！
  • 眾星之母:太陽的風採,你了解太陽嗎?知道它的組成結構麼?
    布滿著米粒般的粒狀結構，科學家形象地稱它們為「米粒組織」，其實，太陽的「米粒」碩大無比，每個的直徑都有1000公裡，相當於四川省那麼大，「米粒」們緊密相挨，上下翻滾，酷似一鍋煮開了的大米粥。其次是色球邊緣，常常突然急劇串升一片火舌般的氣柱，高度達到幾萬公裡，甚至100多公裡，這就是日珥。日珥可謂千姿百態，有的像脫兔，有的如飛鳥，有的如輕煙浮雲，有的狀如噴泉飛瀑，這裡可以算得上是太陽「名勝」，是太陽上最壯麗的景色。再有，色球還有耀斑，太陽表面最「驚天動地」的爆發現象。
  • NASA觀測到太陽表面發生了一次強烈的「爆炸」
    上周，美國國家航空航天局的天文學家們發現太陽表面發生了一次強烈的爆炸，太陽向太空噴射出了密集而「冷」的太陽物質。太陽是太陽系中唯一最熱的天體，它的核心以難以想像的1500萬攝氏度(2700萬華氏度)的溫度打滾，太陽表面的溫度也同樣可怕，高達5540攝氏度(1萬華氏度)。
  • 太陽常數之謎和日珥的介紹
    大家好，歡迎收看我的百家號小車看科技，今天小編要給大家介紹的是太陽常數之謎和日珥的介紹。太陽常數之謎太陽每時每刻都在釋放著巨大的能量,而地球接受到的僅僅是其中的一小部分—二十二億分之一。1969年,美國向火星發射「水手」6號和「水手」7號飛船,附帶對太陽常數進行了5個月的測量。1975年和1978年,美國又發射「雨雲」6號和「雨雲」7號,對太陽常數進行了更精確的測量。測量的結果表明,太陽常數變化極小,但確實是有變化的。
  • 「太陽風暴」是啥?我國科研團隊揭示其日珥磁場結構
    「太陽風暴」是指太陽的劇烈爆發活動，會給地球衛星、通訊、電網等形成幹擾與破壞。
  • 在太陽表面首次發現奇特磁暴
    它們從太陽表面噴發出來，短暫離開表面，形成巨大的圈，然後再被太陽強大的引力拽回表面。這種現象過去只能同日全食才能看到，因其掛在太陽邊緣如耳環一般，故而得名日珥。除了這些壯觀景象以外，太陽上也時常發生不可見的奇特現象，例如磁場。
  • 太陽表面溫度才6000度左右,為什麼日冕層溫度會高達200萬度?
    日冕層是太陽的最外層結構，是由太陽噴射的高能帶電粒子和電子組成，是形成太陽風的主要部分，平均溫度6000℃左右；向內一層是色球層，磁場強烈，也因為磁場的不均衡，太陽耀斑發生於這一層，耀斑是太陽劇烈釋放能量的一種現象，將局部瞬間快速加熱
  • 太陽表面巨大日珥有何影響?
    視頻：NASA 拍攝太陽表面日珥拱形噴發，時長約1分33秒騰訊太空訊 據國外媒體報導，目前，瑞典攝影師戈拉-斯特蘭德(Goran Strand)觀測到太陽表面艾菲爾鐵塔形狀的日珥結構。斯特蘭德最新觀察到的太陽巨大弧狀熾熱氣體從太陽表面向太空延伸數千公裡，更為奇妙的是，天文學家觀測到的日珥非常類似於艾菲爾鐵塔。據斯特蘭德描述，這個日珥具有兩個「支架」，安置在太陽表面，「塔體」從太陽表面突出，延伸至太空。瑞典攝影師拍攝到太陽表面巨型日珥結構，是地球大小7倍多，形狀頗似艾菲爾鐵塔。
  • 能量通道——揭開日冕加熱與太陽爆發之謎的鑰匙
    到底是什麼原因使色球層和日冕層的溫度達到上萬乃至百萬度呢？這就是著名的色球和日冕加熱問題。近幾十年來，專門研究太陽的太空望遠鏡和地面望遠鏡相繼建成，試圖解決色球和日冕加熱問題。但是到目前為止，這個問題仍未有公認的結論。不過，科學家們也不是一無所獲。
  • 太陽表面只有5500攝氏度，而最外層日冕，卻超過10萬攝氏度！
    太陽的最外層日冕，溫度超過一百萬開爾文（10萬攝氏度），比太陽表面溫度只有5500開爾文（5500攝氏度）要高得多。此外，日冕非常活躍，會噴射出一股帶電粒子風，每年釋放出相當於月球質量百萬分之一的帶電粒子。其中一些粒子轟擊地球，產生極光，偶爾中斷全球通訊。天文學家正在努力回答關於日冕兩個重要、長期存在的相關問題：它是如何加熱到比表面熱得多的溫度？日冕是如何產生風的？
  • 不安分的太陽:2012迎來太陽活動極大年
    SDO的照片清楚地顯示出太陽大氣中的環形磁力線結構(磁環)在激波經過時前後擺動。後來,激波消失在太陽圓面的邊緣。但事情並沒有結束,四個小時之後,在距離耀斑發生位置20萬千米的地方,一個大型的日珥拋射出來。科學家認為,這個日珥的出現並不是一個偶然事件。激波傳播的時候,會破環它所遇到的磁場的穩定性,支撐日珥的磁場被激波打亂了,才出現了這次拋射。
  • 日冕反常加熱之謎新解
    圖1給出了從太陽表面向上到低日冕處的溫度和密度的變化曲線，這是利用一系列的日全食期間光學觀測、衛星的軟X射線觀測以及紫外和極紫外多波段觀測綜合分析給出的。從圖1 中我們可以看出，從太陽光球表面向上，剛開始溫度和大氣密度均逐漸降低，到大約500 km高度處溫度降到最低，約4500 K。