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为什么光球层比日冕温度低?

有一种解释认为太阳内部的震动波(即声波)在传到日冕时无法再向外面的真空传递,所以便转化为热能,积累之后便使日冕的温度异常高

光球层的温度在 6000 ℃ 左右。但在距其上方仅几千公里的日冕层,温度却高出了成百上千倍,至百万摄氏度甚至更高。

据悉,太阳几乎由等离子体组成。这种带有电荷的高度电离气体,会在太阳内层上部的对流区运动时产生巨大的电流和强磁场。


通过对流将能量从太阳内部向上拖动,并在光球层破裂,就形成了我们所观察到的黑子(太阳大气中形成各种磁性结构的磁场簇)。


阿尔夫文的理论认为,在太阳的磁化等离子体内,任何带电粒子的整体运动都会干扰磁场,从而产生可以在很长的距离(从太阳表面到高层大气)中携带大量能量的波动。


热量沿着所谓的热量沿着所谓的“太阳磁通管”(Solar magnetic Flux Tubes)传播, 然后突然闯入日冕层,从而产生了这种“异常的高温”。


The Mystery of Coronal Heating(via)


这些电磁等离子体,现被称作阿尔夫文波。其对日冕加热方面的作用解释,帮助阿尔夫文拿到了 1970 年的诺贝尔物理学奖。


然而想要清晰观察到这些波动,还是存在着相当大的困难。高至比地球大很多倍的现象、低至我们现有仪器都很难分辨的微小变化,太阳大气内层和表面发生的事情也实在太多了。


此前,研究人员从未直接观察到光球层中的阿尔夫文波证据。不过仪器方面的最新进展,还是为我们研究太阳物理现象开辟了新的窗口。


作为一套光谱成像装置,安装在美国新墨西哥州邓恩太阳望远镜上的干涉式二维光谱旋光仪(IBIS),能够帮助我们对太阳展开更细致的观察和测量。


结合良好的观测条件、先进的计算机模拟、以及来自七所研究机构的国际科学家团队的共同努力,我们终于首次确认了‘太阳磁通管’中存在的阿尔夫文波。


SCI Tech Daily 指出,这项研究发现,是帮助我们在地球上挖掘高能能量应用潜力的重要一步。比如类似太阳内核中发生的核聚变相关的研究,就涉及将少量物质转化为巨大能量的过程。

匿名回答于2021-06-29 00:57:02


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