握住科学钥匙 打开科学之门

首页 > 正文

色球上的火舌——日珥

2018-07-18 08:27  来源: 新华网

相信不少人都曾亲眼见过日全食的壮丽景象:当太阳完全被月球遮住后,短暂的“黑夜”来临,就在此时,我们会发现“黑太阳”的周围会出现一个红色的光环,这就是太阳的色球层。天文学家形容太阳色球层像是“燃烧着的草原”,或者说它是“火的海洋”。色球层上有许多细小的火舌在不停地跳动着,不时地还有一束束火柱高高窜起,这些窜起的火柱就叫做“日珥”。

无论是色球还是日珥,在平时都不会直接被我们的肉眼所看到,因为它们比太阳的圆面暗弱得多,在一般情况下被日晕即地球当中一些大气所散射的太阳光所淹没。因此,必须使用太阳分光仪、单色光观测镜等仪器,或者在有日全食时才能够观测得到。当日珥出现时,由于大气层当中的色球酷似燃烧着的草原,玫瑰红色的舌状气体如烈火升腾,形状千姿百态。而整体上看来,它们的形状恰似贴附在太阳边缘的耳环,由此得名日珥。

出现日珥的色球,其实是一个充满磁场的等离子体层,在局部等离子体动能密度和磁能密度可相比拟时,人们能经常观测到等离子体和磁场之间复杂的相互作用。由于磁场的不稳定性,常常会爆发剧烈的耀斑以及与耀斑共生的爆发日珥、冲浪、喷焰等许多动力学现象。耀斑爆发时,还伴随大量的远紫外辐射和X射线辐射以及高能粒子流。这些辐射对日地空间和地球高层大气影响很大。此外,色球、日冕等离子体和可变磁场以及由不稳定性引起的冲击波之间进行相互作用,会产生大量不同频率的射电辐射,为色球、日冕物理性质和爆发现象的研究提供重要信息。

日珥的突然爆发很壮观,因为它在爆发之前是一个密密实实的冷气团,温度也只有7000摄氏度,悬浮在100万摄氏度的日冕当中。这导致日珥在大小、形状和一些运动等方面的差别都很大。日珥可以分为活动日珥和宁静日珥两种主要类型。活动日珥的快速喷发会持续几分钟至几小时。活动日珥和黑子群有关,而且同一黑子群,在数量和活动上都同一些太阳活动周期紧密相关。宁静日珥喷发平缓,减退得更慢,同时还可延续几个月。按运动情况来看,日珥可分为爆发型、宁静型和活动型三大类,细分可分为十几类。宁静日珥在观测时间内似乎是不动的,而活动日珥总在不停地变化着。它们从太阳表面喷出来,沿着弧形路线,又慢慢地落回到太阳表面上。但有的日珥喷得很快、很高,没有落回日面,而是抛射入宇宙空间了。其中,爆发日珥的高度可以达到几十万千米。

1938年爆发的一个最大日珥,爆发顷刻间上升到157万千米的高空,而地球的直径不过1.3万千米。2012年,美国宇航局的太阳动态观测卫星拍摄到一段视频,视频中太阳表面喷射出巨型日珥,长度达50万英里(约合80万公里),酷似一段巨大的弧形物盘踞在太阳表面。

值得注意的是,日珥和色球只能在日全食时看到,而在日环食时是看不到的。从这一方面看,日环食观测的科研价值不如日全食,也没有日全食那样昼夜突变的景观。环食发生时,天空依然明亮如故,既不会星辰骤现,也看不到贝利珠和日冕、日珥的踪影。

本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创,转载时务请注明出处。

作者: 吴海燕   [责任编辑: 李浩]

相关稿件

日全食,日珥