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什么是日珥

时间:2019-09-14 17:15:57 浏览量:
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太阳给地球带来温暖和光明,可是很少有人对它心存感激之情。太阳每天东升西落,大多数人也并不留意它。天气清朗时,我们不能用眼睛直视光芒万丈的太阳。偶尔天空会有一层云, 减弱太阳的亮度,这时太阳呈现为明亮的圆盘。太阳上有时罕见地出现特大的黑子,会被普通人在日出或日落时幸运地观察到。日全食发生时,能观察到太阳周围的暗弱白晕(日冕)的人更是少数。在望远镜发明之前,人类对太阳的认识仅限于此。 天文望远镜的发明,使得人类对太阳的认识获得了极大的飞跃,知道了太阳是一颗丰富多彩并不宁静的恒星。它上面有黑子、日珥和耀斑等活动现象。这些太阳活动会对地球的物理环境和人类活动产生一系列影响。随着空间探测活动的日渐增多,了解太阳活动规律成了人类必须的任务。下面我们就来认识一下太阳上一个显著的活动特征——日珥。发现日珥是观测仪器进步的结果。

日珥什么是日珥

了解天体的途径是观测,观测方法和观测仪器决定了天文学的发展水平。1609年,意大利天文学家伽利略利用自己发明的第一架天文望远镜观测到了太阳黑子月球环形山和木星的四颗卫星等天文现象,从此太阳物理学同其他天文学分支一样进入了快速发展的阶段。1666年,英国科学家牛顿在实验室中,将太阳光射向三棱镜,出射的太阳光分成了七种不同颜色的彩带,这是最初的太阳光谱。1810年前后的几年中,德国年轻的天文学家和光学家夫琅和费,经过反复试验,研制出了更高级的分光设备,将它安装到望远镜上,首次观测到了精细的太阳光谱,即在不同彩色光的背景上分布着一系列的暗线。

物理学和光谱学的发展极大地推动了天文学的发展,形成了新兴学科天体物理学。也是在此基础上,19世纪80年代末,美国天文学家海尔在麻省理工学院读书时,便开始思索采用某种颜色(或者说在某一波长上)得到太阳像。经过几年的刻苦努力之后,终于研制成了太阳单色光照相仪。利用它观测太阳跟利用普通望远镜观测的结果非常不同。例如,当采用波长为6563埃的氢原子谱线Ha(红色)观测时,在日面中可观测到明亮的耀斑和纤维状结构,在太阳的边缘可观测到凸出的结构——日珥。Ha(6563埃)波长 处的色球照片,日 面边缘的日珥与日 面中的暗条同时可 被观测到.

身形各异多姿多彩

日珥的形状变化多样,有的如篱笆、有的如云彩、有的如喷泉、有的如圆弧,等等。日珥有大有小各不相同。一般说来,一个处于平静状态日珥,它的厚度约几千千米,高度为几万千米,长度可延伸一二十万千米。对生活在地球上的人类来说,算得上庞然大物。

日珥的物理本质

从物理本质上讲,日珥是怎么回事呢?是什么力支撑着它,使之不会坍塌降落?为什么眼睛和普通望远镜看不到它?要回答这些问题,我们还得从太阳的基本情况说起。我们知道太阳大气大致分为三层,由内向外依次为光球、色球和日冕。光球物质密度最大,辐射的光最强。色球密度较小,辐射的光较弱,且主要集中在某些波段。日冕的物质密度非常稀薄,光辐射非常地微弱。日珥的光辐射是属于色球和日冕的范畴。通常情况下,强烈的光球辐射遮盖了日珥的微弱光辐射,所以它不能被看见。

日珥从色球向上延伸到日冕层,日珥的密度比周围日冕物质密度高。它之所以能稳定地存在,是由于受到力的支撑,支撑力是磁场力。我们知道太阳上有磁场,太阳黑子是磁场最强的区域。除黑子区域外,另有一些活动区具有较弱的磁场。这些区域的磁力线从光球中向上延伸,形成特定的结构,支撑着密度较大的日珥物质,使其稳定地存在。

太阳同地球一样,也绕着自身的一个轴自转。随着太阳自转,日珥可以由日面边缘转到日面之中,这时它会由明亮的凸起物变为弯弯曲曲的“暗条”。为什么会出现这样的变化呢?在太阳边缘,日珥位于稀薄的日冕中,日珥的光辐射比稀薄的日冕辐射强,所以呈现为明亮的突出物。但当它位于日面之中时,由于本身光辐射比色球背景低,便会吸收部分色球背景的光辐射,所以变为黑黑的“暗条”。活动日珥的变化过程

“脾气”不同的日珥

日珥看上去是日面边缘的火焰状物体,形状多姿多彩,它们的“脾气秉性”也各不相同。太阳物理学家经过多年的观测,发现大致可以将它们分为三类:宁静日珥、活动日珥和爆发日珥。

宁静日珥的形状长期稳定,基本不会变化。它的体积较大,寿命较长。寿命可达两三个太阳自转周,即可达2个多月的时间。太阳是流体星球,不像固体星球那样有固定的自转周期,它的不同纬度的自转周期不同,从赤道向高纬度自转周期逐渐增长。一般说来,在中纬度区域太阳的自转周期为27天左右。宁静日珥一般出现在演化后期的黑子群附近。

活动日珥也称为黑子日珥,大多出现在黑子群附近。它的形状不断地发展变化,可观测到其中的物质运动。一般说来这是由于日珥的磁场变化引起的,日珥磁场变化跟光球磁场的变化密切相关。某些宁静日珥和活动日珥有时会发生突然的剧烈变化,或者急剧膨胀,或者猛烈喷发,这样的日珥是“爆发日珥”。可以说,爆发日珥是日珥活动区磁场剧烈变化引起的。太阳光球的照片,此时太阳上有许多黑子

爆发日珥的威力

爆发日珥爆发时,日珥物质沿太阳半径向外运动的速度可达每秒几百千米,整个日珥向外急剧扩张,最大高度可达半个太阳半径,偶尔甚至超过一个半径。爆发日珥向外膨胀和抛射过程中,物质向外的加速往往是跳跃式的,有时会达到太阳的逃逸速度,这些日珥物质会脱离太阳,飞向行星际空间,形成日冕物质抛射现象,爆发日珥。

日珥爆发和耀斑等引起的日冕物质抛射,将太阳物质和强电磁波辐射射向行星际空间,地球也不能逃脱这种影响。自太阳来的高能带电粒子往往会对空间飞行器、卫星和宇航员造成伤害。太阳活动还会干扰和中断地球上的无线电通讯。破坏地球上长距离输电设备及输油管道等。现在太阳物理学家正努力研究日珥爆发等太阳活动的物理机制,力争能够预测它们的发生,为人类的科技和生产活动服务。

编辑:时雨
关键词: 日珥
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