日冕

2009年7月22日上午，長江流域出現(xiàn)了500年一遇的日全食奇觀：很多同學(xué)都目睹了這一神奇的自然天體現(xiàn)象，同學(xué)們在觀看日全食時，一定會發(fā)現(xiàn)一個奇特的現(xiàn)象，那就是當(dāng)太陽完全被遮住時，黑暗的太陽外圍還有一層銀白色的光芒，像帽子似地扣在太陽上，如上圖所示，這就是日冕。

大家都知道地球的周圍存在著大氣層，實際上太陽的周圍也一樣存在著大氣層，太陽的大氣層從內(nèi)到外可分為光球、色球和日冕三層，光球?qū)雍窦s5000km，我們所見到的太陽可見光，幾乎全是由光球發(fā)出的，從光球表面到2000km高度為色球?qū)樱驅(qū)又饩褪侨彰釋恿耍覀冊谌杖硶r看到的日冕實際上就是太陽大氣的最外層，它是蔓延在太陽外側(cè)的極稀薄的氣體，可人為地分為內(nèi)冕、中冕和外冕三層，內(nèi)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(nèi)統(tǒng)稱內(nèi)冕，大于2.3倍太陽半徑處稱為外冕(以上距離均從日心起算)，廣義的日冕可包括地球軌道以內(nèi)的范圍，所以日冕的范圍是非常大的，它沒有明顯的邊緣，而是不斷延伸。延伸到幾倍甚至幾十倍太陽半徑外。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(gòu)成任何可觀的影響，我們在日全食時所看到的太陽表面的日冕只是日冕的內(nèi)冕部分。

組成日冕的物質(zhì)非常稀薄，內(nèi)冕密度稍微大一些，但它的密度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于地球大氣密度，接近真空，主要由高速自由電子、質(zhì)子及高度電離的離子(等離子體1組成，其物質(zhì)密度小于2×10^-12kg／m³，溫度高達(dá)1.5×10⁶K～2.5×10⁶K。

由于日冕的亮度只有太陽本身的百萬分之一，產(chǎn)生的光輝甚至只有整個月球反射太陽光的一半，因此在平時，日冕的光芒都被淹沒在太陽的光芒中，只有在日全食太陽被月亮完全遮住時，處在地球上的我們才可以看到它的真實面目，所以從前人們對日冕的觀測和研究都是在日全食的時候進(jìn)行的，由于日全食的機(jī)會不多，天文學(xué)家就格外珍惜每一個日全食的機(jī)會，將儀器裝備運到發(fā)生日全食的地點去從事觀測，1931年，法國天文學(xué)家博納德弗第南德李奧特發(fā)明了日冕儀，使人們在陽光普照時也能夠?qū)θ彰岙a(chǎn)生的光線進(jìn)行觀測，但是用日冕儀也只能觀測到內(nèi)冕，而且只能得到白光日冕的部分信息，由于近年來空間探測事業(yè)的發(fā)展，人們已將日冕儀放在火箭、軌道天文臺或太空實驗室上進(jìn)行大氣外觀測，這樣，不僅可以觀測日冕的可見光波段，而且可以對紫外、遠(yuǎn)紫外和x射線輻射進(jìn)行探測。

對日冕的觀測，有助于我們加深對太陽的研究，例如了解太陽大氣的構(gòu)成。太陽大氣中會有哪些化學(xué)元素以及太陽表面的活動狀態(tài)等，1868年，法國天文學(xué)家皮埃爾·詹森在印度對一次日食進(jìn)行觀測時，曾對日冕譜線進(jìn)行了記錄。并將記錄寄給了英國天文學(xué)家洛克伊爾，他是一位公認(rèn)的光譜學(xué)專家，通過認(rèn)真研究，洛克伊爾認(rèn)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是“太陽”的意思，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(xué)家雷姆塞發(fā)現(xiàn)在地球上同樣存在氦，而氦是已知的唯一一種最先被發(fā)現(xiàn)于地球以外的天體上的元素。

責(zé)任編輯 程哲