太阳活动之日珥--太阳正面也长着“耳朵”吗?

引言

早期人们在日全食观测太阳时,发现在日冕边缘有一些突出的环状结构,就像太阳长了耳朵一样,通常把这种结构成为日珥。那么这种结构只在太阳边缘才有吗?

日珥

日珥和暗条

日珥目前被认为是悬浮在日冕中的冷而密的被磁场裹缠的结构。这句话中有3个形容词,第一个是悬浮在日冕中,就是字面意思,表示日珥的位置是日冕。

第二个就是冷而密,冷表现在日珥的颜色比日面的要暗很多,只有7000K。也许有读者想说冷和密是两个形容词啊,为什么要放到一起?

其实密与冷描述的是同一方面,都是气体的状态。比如在空气中,因为压力平衡的原因,冷的地方的空气密度自然就会大一些,这就是气体的状态方程所反映出来的内容。

所以日珥因为温度比日冕物质的低一些,其密度就会大一些,大约比日冕高2~3个量级。

第三个是被磁场裹缠。这一点主要是说日珥这个比日冕重的物质为什么会悬浮在较轻的日冕中,即日珥的支持力是谁提供的。

这个问题其实很好回答,太阳日冕中还能有什么对电离的粒子产生作用力?就只剩下磁场了,所以答案肯定是磁场支撑着日珥悬浮在日冕中。

但什么样的磁场结构才能提供这样的支持力呢?这个问题目前还没有统一的解释,许多学者都提出了各自的想法,唯一能够统一的就是日珥肯定是处于磁力线的凹陷处。

因为在日冕中的气体压强特别小,粒子之间碰撞的几率小,所以带电粒子的运动主要是磁场主导,也就是带电粒子会绕着磁力线运动,很难跨越磁力线。如果忽略带电粒子重复的环绕运动,那么带电粒子就可以看做是沿磁力线运动,像是串在磁力线上一样。

所以由于重力,在磁力线的凹陷处会积累很多粒子,形成日珥。最理想的磁结构就是螺旋形的磁力线的底部。

暗条

在理解日珥的本质之后,我们发现日珥不一定非得出现在日面边缘,所以日珥也可以在日面中间出现,只不过换了个名字,叫做暗条。看到上面的图片之后,相信各位读者都能理解为什么叫暗条。暗条的条状结构也意味着其悬浮方式与地球上的云不同,如果相同那么形态也应该类似才对。

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