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日冕層資料大全 日冕層的作用

  日冕是太陽大氣的最外層(其內(nèi)部分別為色球?qū)雍凸馇驅(qū)?,厚度達到幾百萬公里以上。色球?qū)又鉃槿彰釋?,它溫度極高,日冕溫度有100萬攝氏度,粒子數(shù)密度為1015m3。今天和大家分享一下日冕層資料大全,一起來了解一下吧。

  日冕的組成

  日冕是太陽大氣的最外層,從色球邊緣向外延伸到幾個太陽半徑處,甚至更遠。分內(nèi)冕、中冕和外冕,內(nèi)冕只延伸到離太陽表面約1.3倍太陽半徑處;外冕則可達到幾個太陽半徑,甚至更遠。日冕由很稀薄的完全電離的等離子體組成,其中主要是質(zhì)子、高度電離的離子和高速的自由電子。

  日冕可分為內(nèi)冕、中冕和外冕3層。內(nèi)冕從色球頂部延伸到1.3倍太陽半徑處;中冕從1.3倍太陽半徑到2.3倍太陽半徑,也有人把2.3倍太陽半徑以內(nèi)統(tǒng)稱內(nèi)冕。大于2.3倍太陽半徑處稱為外冕(以上距離均從日心算起)。廣義的日冕可包括太陽風所能達到的范圍。

  日冕溫度有100萬攝氏度,粒子數(shù)密度為1015m3。在高溫下,氫、氦等原子已經(jīng)被電離成帶正電的質(zhì)子、氦原子核和帶負電的自由電子等。這些帶電粒子運動速度極快,以致不斷有帶電的粒子掙脫太陽的引力束縛,射向太陽的外圍。形成太陽風。日冕發(fā)出的光比色球?qū)拥倪€要弱。

  日冕主要由高速自由電子、質(zhì)子及高度電離的離子(等離子體)組成。其物質(zhì)密度小于2×10-12千克/米3,溫度高達1.5×106~2.5×106K。由于日冕的高溫低密度,使它的輻射很弱且處于非局部熱動平衡狀態(tài),除了可見光輻射外,還有射電輻射,X射線,紫外、遠紫外輻射和高度電離的離子的發(fā)射線(即日冕禁線)。

  白光日冕有3個分量:① K冕。在 2.3太陽半徑以內(nèi),由自由電子散射光球的連續(xù)光譜。②F冕。在2.3太陽半徑以外,起源于黃道面內(nèi)行星際塵埃粒子散射光球的光,它的光譜中有夫瑯和費線,F(xiàn)冕又稱為“內(nèi)黃道光”。③ E冕。又稱L冕,是日冕氣體離子發(fā)射線的光。日冕的磁場強度約1/10000~1/100特斯拉,隨距日面距離的增加而減小。

  日冕溫度

  日冕的溫度非常高,可達200萬度。令人不可思議的是,離太陽中心最近的光球,溫度是幾千度。稍遠些的色球,溫度從上萬度到幾萬度。而距離太陽中心最遠的日冕,溫度竟然高達上百萬度。這一反常的現(xiàn)象意味著什么,科學家們還未找到合理的解釋。

  冕的溫度很高,其數(shù)值達百萬數(shù)量級,這并非臆想,而是以日冕發(fā)射的高能量X射線為依據(jù)的。不過,這種超高溫僅僅集中在日冕的個別原子中。而且這些原子廣泛分布于整個日冕中,其熱量總和并非高。

日冕層資料大全 日冕層的作用

  觀測表明,太陽大氣的溫度具有反常的分布,即從光球的5,770K慢慢降到光球頂部(光球與色球交界處)的4,600K,然后緩慢上升到光球之上約2,000公里處的幾萬度,再向上延伸約1,000公里形成了色球-日冕過渡層,溫度陡升至幾十萬度,到達低日冕區(qū)已是百萬度以上的高溫區(qū)了。究竟是什么原因造成這種反常增溫,仍是太陽物理學中多年來未解決的最重要問題之一。在過去數(shù)十年中對過渡層和日冕反常高溫的原因進行了許多研究。聲波加熱機制、激波加熱機制、阿爾文波加熱機制、波與粒子的非共振湍動加熱機制都曾被提出過,但是這方面的理論研究仍處于探索階段。

  日冕輻射

  日冕的輻射是在非局部熱動平衡狀態(tài)下產(chǎn)生的,有以下幾種情況:①日冕氣體中的自由電子散射光球輻射,即白光日冕。②電子在熱運動中同質(zhì)子、α 粒子以及各種重離子碰撞時,產(chǎn)生軔致輻射。③處于亞穩(wěn)態(tài)的離子的禁戒躍遷,是日冕禁線的來源。④當電子在磁場中運動時,產(chǎn)生回旋加速輻射或同步加速輻射。這種過程對于產(chǎn)生日冕的較長波長(如射電波)的輻射是相當重要的。⑤在日冕等離子體的靜電振蕩和阿爾文波等過程中也產(chǎn)生輻射?!∪彰岬目梢姽獠ǘ蔚倪B續(xù)輻射是日冕物質(zhì)散射光球的連續(xù)輻射的結(jié)果,因而日冕連續(xù)光譜的能量分布與光球很相似。白光日冕的光可分為:K日冕、F日冕、E日冕(有時稱L日冕)。太陽光譜的遠紫外線和X射線主要是在日冕中產(chǎn)生的。光球溫度較低,在這兩個波段的輻射遠沒有日冕強。為了不受光球輻射的干擾,常用遠紫外線及X射線這兩個波段來拍日冕像。圖4表示用X射線拍到的日冕像。把可見波段的單色像同遠紫外線和X射線等單色像作比較,便可研究太陽大氣不同層次的物理狀態(tài)(見太陽單色像)。

  射電輻射

  寧靜日冕射電輻射在一些方面與日冕X射線相類似,二者雖然只占太陽總輻射能的很小部分,卻能提供相當數(shù)量的信息。對于X射線有很大意義的軔致輻射,對射電譜也很重要;用射電波與X射線一樣能直接觀測日冕的射電輻射而不受光球輻射的干擾。通過光譜分析得出日冕的e="3"<日冕的電子密度和運動溫度。

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