日冕現象是怎樣形成的 日冕現象的形成是怎樣的
日冕是什么樣的天文現象
太陽出現日冕現象的原因有哪些?
太陽日冕高溫的原因:極端環境下高能粒子動量不守恒。
日冕是太陽大氣最外層(其內部分別為光球層和色球層),厚度達到幾百萬公里以上。日冕溫度有100萬攝氏度,粒子數密度為10-15m3。在高溫下,氫、氦等原子已經被電離成帶正電的質子、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,射向太陽外圍。形成太陽風。日冕發出的光比色球層還要弱。 日冕可分為內冕、中冕和外冕3層。內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倍太陽半徑以內統稱內冕。大于2.3倍太陽半徑處稱為外冕(以上距離均從日心算起)。
階段A,在太陽強大的重力場和大氣壓力下,粒子體很穩定,但同樣粒子體,其總能量卻比游離在無任何星體空間中粒子體大。階段B,粒子體開始變的不穩定。階段C,重力場有效影響范圍之外,不穩定的粒子體將會溢出多余的能量以適應新的環境。而溢出的能量是各種電磁波,還有一些其它的帶電粒子。粒子體的總能量變小,速度和活躍度變大。這也就形成了溫度高達100萬度的太陽日冕。 粒子的這種非衰變而產生的質量變化,可能在一些高密度質量的星體或者早期宇宙中普遍存在。而這個過程,可以用海底的氣泡形容。幾千米深的海底,冒出一個氣泡。剛開始的時候因為海底的水壓很高,氣泡很小。但隨著氣泡往升的距離越靠近水面,海水的壓力就越小,氣泡就開始膨脹或者溢出幾個新的泡泡,以達到穩定的狀態(見氣泡示意圖)。從太陽溢出的高能粒子也是一樣。
什么是日冕,日冕有什么特點
什么是日冕?
日冕,一種自然現象,是指太陽大氣的最外層(其內部分別為色球層和光球層),厚度達到幾百萬公里以上。色球層之外為日冕層,它溫度極高,日冕溫度有100萬攝氏度,粒子數密度為1015/m3。
日冕上有冕洞,而冕洞是太陽風的風源。日冕只有在日全食時或通過日冕儀才能看到[1],其形狀隨太陽活動大小而變化。在太陽活動極大年,日冕的形狀接近圓形,而在太陽活動極小年則呈橢圓形。
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。分內冕、中冕和外冕,內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,其中主要是質子、高度電離的離子和高速的自由電子。日冕溫度是太陽表面溫度的數百倍。[2]
日冕可分為內冕、中冕和外冕3層。內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倍太陽半徑以內統稱內冕。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,粒子數密度為1015/m3。在高溫下,氫、氦等原子已經被電離成帶正電的質子、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。日冕發出的光比色球層的還要弱。
日冕是什么?
當發生日全食時,月亮會在太陽表面投下一個被灰藍色光環圍繞著的圓盤狀陰影,這一灰藍色的圓環即稱為日冕,它常被描述成異常絢麗的飄帶。起初,天文學家們還無法確定這種燦爛的光芒到底是來自太陽還是月亮,但他們很快就找到了答案,即來自太陽。
所謂“日冕”的光芒實際上來自于太陽的外部大氣層,其亮度只有太陽本身的百萬分之一,因此只能在發生日食時才能被看到。日冕產生的光輝只有整個月球反射太陽光的一半,在發生日食時,正是日冕發出的光芒才未使整個世界陷入一片黑暗。
1931年,法國天文學家博納德·弗第南德·李奧特發明了日冕儀,這一發明使人們在陽光普照時也能夠對日冕產生的光線進行觀測。在這一儀器的幫助下,我們最終發現日冕是太陽的一部分。
當時,人們在對日冕進行研究時發現,日冕產生的譜線并不屬于光譜中的某一范圍。1868年,法國天文學家皮埃爾·J.C.詹森在印度對一次日食進行觀測時,曾對日冕譜線進行了記錄,并將記錄寄給了英國天文學家約瑟夫·諾曼·洛克伊爾,他是一位公認的光譜學專家。通過認真的研究,洛克伊爾認為這些譜線意味著在太陽大氣中存在一種未知的新元素,他將其命名為“氦”,這個稱謂在希臘語中意思是“太陽”,也就是“太陽中含有的元素”的意思。不過,這個論斷沒過多久就被推翻了。1895年,蘇格蘭化學家威廉姆·雷姆塞發現在地球上同樣存在“氦”。而“氦”是已知的惟一一種最先被發現于地球以外的天體上的元素。
日冕還產生其他一些奇特的譜線,但這并不意味日冕中還存在什么未知的元素。反之,這些譜線說明日冕中所含元素的原子中都含有不同數量的電子,而在高溫條件下,某些電子將脫離原子的束縛。1942年,瑞典物理學家本杰特·愛德蘭認為日冕中的某些特殊譜線是鐵、碳和鎳原子在失去電子的情況下產生的。日冕的溫度很高,其數值達百萬數量級,這并非臆想,而是以日冕發射的高能量X射線為依據的。
日冕并沒有突出的邊緣,而是不斷延伸,逐漸與整個太陽系融為一體,并在延伸的過程中逐漸減弱,直至對行星的運動無法構成任何影響為止。太陽蘊含的熱量將驅使帶電粒子沿不同方向向太陽外部迸射,美國物理學家尤金·紐曼·巴克爾于1959年時曾經對此作出預言。1962年,“水手-2號”探測器升至太空抵達金星時所探測到的結果驗證了這個預言。
這種帶電粒子的迸射被人們稱為“太陽風”,其速度為400~700公里/秒。“太陽風”的作用使各個彗星的尾部均指向背離太陽的方向。同時,構成“太陽風”的帶電粒子還會不斷撞擊各個行星,而且如果行星上具有南北極(正如地球上那樣),那么帶電粒子將由其北極向南極運動。
1958年,以美國物理學家詹姆斯·奧福瑞德·萬·奧蘭領導的一個研究機構發射了一顆科學衛星,并利用它最先發現了地球附近來自太陽的帶電粒子。最初,這些帶電粒子被稱作“萬·奧蘭帶”,就是現在所說的“磁球”。人們一度認為這些“帶子”會給航天工作帶來干擾,但后來發現并不是這樣。
這些帶電粒子于地球兩極附近泄漏到地球大氣層里,并通過與地球上的各種分子相互作用產生極為絢麗的極光現象,根據地點不同在北極出現北極光,在南極出現南極光。
本文發布于:2023-02-28 19:02:00,感謝您對本站的認可!
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