太阳磁活动,或可揭开日冕反常加热之谜。

    来源: 互联网

      太阳大气从里往外,依温度改动可以划分为光球、色球、日冕。我们肉眼看到的明亮的日轮就是光球,其厚度不过几百千米,温度约6000度。日冕是太阳大气的最外层,厚度抵达几百万公里以上;温度比光球高三个量级,密度则低七个量级;它的亮度仅为光球的百万分之一。

      

      左图为光球(黑点为黑子);右图为19.3纳米的日冕像(右边粗黑线为冕洞)。

      我们每天都感受着太阳给我们带来的光和热,那你知道太阳宣告的光线其实分许多种吗?有X光、远紫外光、中紫外与近紫外光、可见光和红外光。太阳不同的区域会发射出不同的光线:太阳过渡区与日冕会发射X光与远紫外光;太阳色球的高层(亦或更高层)会发射中紫外与近紫外光;色球和高光球层会发射400-800 纳米的可见光;光球底部会发射900-1600 纳米的红外光。

      那么,这些不同的光它们转的速度都相同么?不相同。近期,太阳物理学家研讨发现,远紫外太阳光比近红外太阳光转得快。云南天文台抚仙湖太阳观测基地科研人员通过对不同颜色的太阳光进行周期分析发现,远紫外的太阳光自转周期约为26.3±0.13天,近红外的太阳光自转周期约为27.5±0.06天。

      这就意味着,太阳大气的高层日冕反而要比低层的光球转得快(核算学上验证,这个结论是有意义的)。

      

      色散太阳光的自转周期

      太阳磁活动,或可揭开日冕异常加热之谜

      蕴含在太阳光里的【太阳能(000591)股吧】来源于太阳内部的核反应,按照热力学第二定律,太阳大气的温度必定是由内到外逐渐下降。可是,观测发现,太阳高层大气的日冕层温度却成百上千倍地比低层的光球层高。这就是“日冕异常加热之谜”。2012年,Science列出了国际天文学会在第29届大会发布的当代天文学的八大难题,日冕加热位列其间。

      日冕加热直接联络到对太阳和恒星大气动力学进程的了解,其时太阳高层大气加热是个远没处理的问题。现在的理论模型和观测研讨倾向所以小标准磁活动来加热日冕,但存在争议,且都只是从加热办法和途径来说明。

      加热后的日冕是怎样照应加热体的?加热的效果怎样?这就要从太阳上的磁活动说起。

      太阳上常常存在两种磁活动。一类是黑子(群),归于大标准的磁活动,其标准甚至可以抵达20万千米,磁场强度可达数千高斯,一般寿数为数十天(短则1天,长则数月)。另一类是叫做“小标准磁场”的磁活动。小标准磁场广泛全日面,标准一般小于2万公里、磁场强度一般小于300高斯,寿数一般不逾越1天(短则数小时,长可逾越1天)。小标准磁场主要由太阳内部浮出,大标准磁场割裂割裂,可以成为小标准磁场。

      

      上图:太阳磁图(长20万千米,宽12万千米);下图:在上图中扣去大标准磁场剩下的小标准磁场。

      小标准磁活动,让日冕转得比光球快

      2018年,云南天文台抚仙湖太阳观测基地在国际杂志The Astrophysical Journal Supplement Series上宣告了小标准磁活动加热日冕的核算学根据。

      他们发现,在低光球层(标准太阳大气模型中的温度正常下降层),色散的太阳光与大标准磁活动呈反相关联络,且相对于小标准磁活动,与大标准磁活动更相关联;在高光球及之上(标准太阳大气模型中的温度异常增加层),色散的太阳光与大标准磁活动呈正相关联络,且相对于大标准磁活动,与小标准磁活动更相关联。

      换言之,在温度异常增加层,长期的“能量”改动与小标准磁活动的长期改动共舞;而在温度正常下降层,从太阳内部“泄露”的能量的长期改动与磁活动反相位。

      在日冕,主要是磁场承认许多的不均匀辐射结构,这种低β日冕的加热主要与磁活动有关。被小标准磁活动加热后的日冕(能量)的长期改动与小标准磁活动“共舞”,说清楚日冕被小标准活动有用加热。

      

      太阳日冕被小标准磁活动加热的核算学根据

      大标准黑子磁活动在一个自转周后往往变成小标准结构。这就是为什么在温度异常增加层,大标准磁活动抢先色散太阳光一个自转周的原因,一同也说明是小标准磁活动加热温度异常分布层。

      云南天文台抚仙湖太阳观测基地的系列研讨标明,太阳高层大气受小标准磁活动影响,温度异常地比低层高,也异常地比低层转得快;一同研讨也说明,引起太阳辐照度(太阳常数)改动的原因是小标准磁活动。

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