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日全食——日冕

科普小知识2022-07-10 09:15:56
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电晕[1]是太阳大气层的最外层,厚度达几百万公里或更多。日冕的温度为100万摄氏度,粒子数密度为1015米-3。在高温下,氢、氦和其他原子被电离成带正电荷的质子、氦核和带负电荷的*电子。这些带电粒子移动得如此之快,以至于连续不断的带电粒子脱离了太阳的引力限制,朝着太阳的外围射去。太阳风的形成。日冕发出的光比色球发出的光弱。日冕可以人为地分为三层:内日冕、中日冕和外日冕。内冠从色球层顶部延伸至太阳半径的1.3倍。中间的日冕范围从太阳半径的1.3倍到太阳半径的2.3倍。有些人还称内日冕在太阳半径的2.3倍以内。超过太阳半径2.3倍的称为外日冕(上面的距离是从太阳中心计算出来的)。宽日冕可能包括地球轨道内的范围。在日全食期间,暗太阳的外缘是银白色的光,像帽子一样扣在太阳上,所以它被称为日冕。日冕是太阳的最外层大气。为了平时观察日冕,需要特殊的日冕仪。日冕覆盖了很大的区域,只有日冕靠近太阳表面的部分可以用日冕观测到,日冕通常被称为内日冕。它的边界距离太阳表面约3个太阳半径,或约200万公里。超出这个范围的日冕被称为外日冕,它向外延伸到地球轨道之外。日冕中的物质非常薄。内部日冕的密度稍高,但也不到地球大气的十亿分之一,几乎接近真空。日冕的形状非常不规则,有时是圆形,有时是扁圆形,它的结构也非常精细。在太阳赤道周围,有许多向外流动的“日冕流”延伸得很远,而在太阳极区,有一些细小的羽状“极羽”。2002年5月15日,美国宇航局发布了一张日冕环的照片。这一壮观景象是由太阳磁场增强并穿过光球和色球,影响日冕造成的。增强的磁场控制电晕层中的离子流,并呈现拱形或环形管状。日冕环有各种各样的形状,其中大部分都很大,通常跨越几个地球。当日全食发生时,月亮会在太阳表面投下一个圆盘状的阴影,周围环绕着一个灰蓝色的环,称为日冕,通常被描述为一条异常明亮的带子。起初,天文学家不确定明亮的光是来自太阳还是月亮,但他们很快找到了答案,那就是来自太阳。日全食期间看到的所谓“日冕”光实际上来自太阳的外层大气,其亮度只有太阳本身的百万分之一,因此只能在日蚀期间看到。日冕只产生被月球反射的一半阳光,日蚀发生时,日冕不会使整个世界陷入黑暗。1931年,法国天文学家博纳德·费迪南德·利奥特发明了日冕仪,它使人们能够在太阳照耀时观察日冕产生的光。在这个仪器的帮助下,我们终于发现日冕是太阳的一部分。当时,当人们研究日冕时,他们发现日冕产生的谱线不属于光谱中的某个范围。1868年,法国天文学家皮埃尔·詹森在印度观测日蚀时记录了日冕光谱线,并将记录发给英国天文学家约瑟夫·诺曼·洛克威尔,他是公认的光谱学专家。经过仔细研究,罗克年认为这些光谱线意味着太阳大气中有一种未知的新元素。他把它命名为“氦”,在希腊语中意思是“太阳”,意思是“太阳中包含的元素”。然而,这一判决很快被推翻了。1895年,苏格兰化学家威廉·拉姆齐发现“氦”也存在于地球上。“氦”是唯一已知的元素,最初是在地球以外的天体上发现的。1999年日食期间拍摄的日冕也产生了一些奇怪的谱线,但这并不意味着日冕中有任何未知元素。相反,这些谱线表明电晕中所含元素的原子含有不同数量的电子,在高温条件下,一些电子会脱离原子的束缚。1942年,瑞典物理学家本格特·奥德朗认为,电晕中的一些特殊谱线是由没有电子的铁、碳和镍原子产生的。日冕的温度非常高,它的值大约是几百万。这不是猜测,而是基于日冕发出的高能X射线。然而,这种超高温只集中在日冕中的单个原子上。此外,这些原子广泛分布在整个日冕中,它们的热量总和不高。日冕没有突出的边缘,但持续延伸,逐渐与整个太阳系融合,并在延伸过程中逐渐减弱,直到它不能对行星的运动施加任何明显的影响。美国物理学家尤金·纽曼·巴克在1959年预言,太阳所含的热量将驱使带电粒子向不同方向射出太阳。1962年,水手2号探测器到达金星时的探测结果证实了这一预测。这种带电粒子的发射被称为“太阳风”,其速度为400-700公里/秒。“太阳风”使彗星的尾部远离太阳。与此同时,构成“太阳风”的带电粒子将继续撞击每个行星,如果行星有北极和南极(就像地球上一样),那么带电粒子将从北极移动到南极。在日全食期间,黑暗的太阳被银白色的光所包围,这种光呈帽状并扣在太阳上,因此被称为日冕。日冕是太阳的最外层大气。为了平时观察日冕,需要特殊的日冕仪。日冕覆盖了很大的区域,只有日冕靠近太阳表面的部分可以用日冕观测到,日冕通常被称为内日冕。它的边界距离太阳表面约3个太阳半径,或约200万公里。超出这个范围的日冕被称为外日冕,它向外延伸到地球轨道之外。日冕中的物质非常薄。内部日冕的密度稍高,但也不到地球大气的十亿分之一,几乎接近真空。日冕的形状非常不规则,有时是圆形,有时是扁圆形,它的结构也非常精细。在太阳赤道周围,有许多向外流动的“日冕流”延伸得很远,而在太阳极区,有一些细小的羽状“极羽”。日冕的温度非常高,达到200万度。难以置信的是,离太阳中心最近的球的温度是几千度。稍远的色球层的温度在数万到数万度之间。离太阳中心最远的日冕温度高达一百万度。科学家们还没有找到这种异常现象的合理解释。