为什么日冕的温度比太阳表面还高?

作者&投稿:尚环 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
天文学家发现高温日冕,日冕温度为什么比太阳表面还高~

而离太阳中心最近的光球,温度是几千度。稍远些的色球,温度从上万度到几万度。而距离太阳中心最远的日冕,温度竟然高达上百万度。
这一反常的现象意味着什么,科学家们还未找到合理的解释。
科学家猜测日冕高温成因与高能粒子动量不守恒有关。

日冕层位于太阳的最外层,温度可以达到100万℃,但那只是少许带电粒子辐射的能量,整体上太阳外表面辐射能量却并没有那么强烈,使温度在6000℃左右。
对于太阳的结构,我们平常描绘的太阳,是太阳色球层的边界;在色球层之上,还存在日冕层,日冕层需要在日全食时,或者利用日冕仪才能看到。日冕层的厚度有几个太阳半径,其中内冕层延伸到2.3倍太阳半径,大于2.3倍太阳半径的日冕层称之为外冕;日冕层的温度高达150~200万度,粒子密度约10^15每立方米。

日冕层是太阳的最外层结构,是由太阳喷射的高能带电粒子和电子组成,是形成太阳风的主要部分,平均温度6000℃左右;向内一层是色球层,磁场强烈,也因为磁场的不均衡,太阳耀斑发生于这一层,耀斑是太阳剧烈释放能量的一种现象,将局部瞬间快速加热,因此这一层温度从4-5000℃到几万℃;

再向内一层是光球层,表面布满米粒组织,太阳黑子产生于这一层,太阳黑子是磁场聚集的地方,黑子出现时温度会从6000℃降低到4000℃左右;最内层是日核,是太阳进行核聚变的区域,温度可达1500万℃。

那么就会出现一个问题:太阳表面(色球层边界)温度才5500℃,但是更远处的日冕层温度却高达100多万度,这明显违背热力学定律,那么一定存在一种非热力学机制,来给日冕层加热。

事实上,关于日冕的高温起源机制目前还未完全弄清楚,这被称为日冕加热问题。根据热力学第二定律,热量不可能自发地从低温的太阳表面传播到高温的日冕中,日冕的能量来源应该是一种非热力学过程。

迄今为止,关于日冕加热的理论有很多,其中有两个理论被认为最有可能,它们分别是波动加热和纳米耀斑(或者叫磁重联)理论。波动加热理论认为太阳对流层中的湍流运动对扭转阿尔芬波(Alfven波,又称“磁流体动力波”,是磁化等离子体内沿磁场方向传播的特殊低频电磁波)有激发作用,当被激发的扭转阿尔芬波沿着磁通管向上传播到达日冕时,其携带的能量就可以加热日冕。那么是什么样的机制导致了太阳内部的这一现象,至今仍是天体物理学中最大的未解之谜之一。

太阳表面已有达到数万摄氏度,但长期以来,科学家们一直置疑太阳的大气层温度为什么会比太阳表面温度高数百倍。近日,美国科学家最新研究揭晓了这一谜团——首次证实太阳强大的磁场波是导致大气层超高温度的主要原因。

这种神秘而强大的磁场波叫做“阿尔芬磁波”,能够从太阳的活跃表面携带足够的能量加热太阳的大气层或日冕(太阳色球层外的高电离气体所形成的发光的、不规则的环)。美国加利福尼亚州洛克希德-马丁公司太阳和天体物理学实验室物理学家巴特德?庞蒂尤说,“太阳的表面和日冕之间都充满着阿尔芬磁波,这些磁波非常活跃。”

太阳包含强大的热能和磁力促使太阳表面温度达到数万摄氏度,而同时太阳安静的日冕温度竟达到数百万摄氏度。科学家们猜测阿尔芬磁波扮演着能量传送带的作用,不断地加热着太阳大气层的温度,但他们却缺乏证实这一理论的可靠依据。

前不久,庞蒂尤和他的同事们通过日本“日出”(Hinode)太阳轨道天文台对太阳表面与日冕之间的“三明治”区域进行观测,这个“三明治”区域被称为色球层。在色球层区域中,他们不仅发现了大量的阿尔芬磁波,还评估出这些磁波中携带着足够的能量可以维持日冕温度形成速度高达100万英里/小时的太阳风。然而,研究人员关于色球层的发现也不能证实阿尔芬磁波是如何携带着能量进入太阳大气层。庞蒂尤在接受记者采访时说,“如果你观测到色球层中出现磁波,这并不意味着这些磁波到达了日冕。”

许多磁波已被折射返回到太阳,而不是穿过在太阳表面和大气层之间的转换层。使用当前的科学仪器很难探测到抵达日冕的磁波,但由于这些磁波具有较长的视线效应,为研究人员的观测带来了便利。

庞蒂尤带领的研究小组求助于挪威奥斯陆大学的研究人员,在奥斯陆大学研究人员建立了一个描述部分太阳的计算机仿真模型,通过计算机模拟,庞蒂尤发现在模拟的日冕中存在着磁场波,这种磁场波与在色球层中发现的阿尔芬磁波非常相似。该计算机模拟有助于证实阿尔芬磁波是太阳大气层和太阳风的能量传输器,同时这项观测结果有助于改良和提高太阳模拟实验。

太阳不平静的活跃放射线仍保留着诸多神秘,庞蒂尤研究小组认为是由太阳热能骚动产生了阿尔芬磁波,但是其他研究人员检测发现阿尔芬磁波是在太阳磁场像无形磁体那样受压和崩塌时形成的。这种重接力也形成一股由太阳向太空释放的X射线喷射流,通过“日出”太阳轨道天文台能观测到这股X射线流。

目前,科学家们仍不知道阿尔芬磁波的来源在哪里,这项最新研究只是为证实其来源铺垫了基石。庞蒂尤说,“我们需要更深入的研究分析,以进一步洞悉究竟是什么因素形成了阿尔芬磁波。值得庆幸的是通过当前的研究我们让大家掌握了导致太阳大气层如此高温的真实原因。”

太阳的能量来自于核聚变

这种聚变发生在外层

太阳的原始高温是由它的内部压力而来。根据万有引力定律原理,物体的质量越大,其引力就越大。早年的太阳在滚雪球般发展时,随着质量的增加,引力也愈强,吸引周围的物质就越多,就更增加了质量,如此循环,太阳的质量越来越大。同时质量越大内部压力越大,从而温度不断的升高。产生热核聚变的条件是要有足够的压力(称之为临界压力)和合适的点火温度.随着原始太阳质量的不断增大,内部压力和温度的升高,达到满足产生热核反应的条件后,太阳就开始发光发热,成为一颗恒星.一般来讲,气体星球要成为恒星,必须要有一定的质量,这样它内部的压力和温度才能达到热核反应的条件,这个质量叫做临界质量.典型的例子就是我们太阳系中最大的气态行星—木星,同样也是由氢元素构成的气态星球,但由于它的质量小于临界质量,内部的压力和温度达不到产生热核聚变的条件,所以它只能是一颗气态行星。不过它是一颗潜在的太阳,有科学家推测,将来太阳毁灭后,没有太阳制约的木星将凭着它太阳系老大的地位吸引周围的行星自成一个小太阳系,同时也不断吸收周围的物质增加质量,达到临界质量后就会发光发热,成为另一颗太阳,不过那是50亿年以后的事了。

这个要好科学的回答,举个例子吧酒精灯就是一个好好的例子.酒精灯的内焰温度不高,但外焰温度比里头高多了,所以用酒精灯烧东西的时候用的是外焰..

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为什么日冕的温度会这么高?
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太阳的构造
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太阳各层温度的比较
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策睿妇炎: .日冕为什么会有如此高温?这至今还是一个谜.有人解释认为:太阳内部到处都激荡着强烈的声波,某些能量的波从日面逃逸出来,从而冲击了日冕,日冕吸收了波的能量,使它温度升高.色球也是如此. 最新研究表明,日冕的高温可能是日冕物质吸收太阳表面的电磁能所产生.

策勒县13558766880: 一个天文问题 -
策睿妇炎: 日冕的温度来自内层的辐射,因为此处密度低,原子和电子碰撞相对较少,能达到更大的速度,即温度很高,内层的光球虽然直接接受能量,但是重元素含量高,原子或离子难以达到高速度. 这与地球大气颇为相似,大气层的外层(逃逸层)的温度也在10000℃左右. 这只是个分析,具体的计算可以参考相关等离子体和统计物理的书籍,

策勒县13558766880: 为什么日冕的温度那么高?
策睿妇炎: 所谓“日冕”的光芒实际上来自于太阳的外部大气层,其亮度只有太阳本身的百万分之一,因此只能在发生日食时才能被看到.日冕产生的光辉只有整个月球反射太阳光的一半,在发生日食时,正是日冕发出的光芒才未使整个世界陷入一片黑暗.日冕还产生其他一些奇特的谱线,但这并不意味日冕中还存在什么未知的元素.反之,这些谱线说明日冕中所含元素的原子中都含有不同数量的电子,而在高温条件下,某些电子将脱离原子的束缚. 其实日冕的温度不是很高,如果非要说高的话,那是因为它是太阳产生的,呵呵.

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策睿妇炎: 日冕加热机制先前提到日冕的温度比太阳表面的温度高五百倍,日冕可以想像成地球表面的大气层,离地表越高,空气的温度越低,但是日冕温度反而变高,这问题困扰科学家长达四十多年之久.基本上日冕加热的问题在於如何将增加日冕的...

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策睿妇炎: 太阳温度 表面温度:约 5500 摄氏度 中心温度:约 2000万 摄氏度 日冕层温度:约 5 * 106 摄氏度 太阳概述 太阳是距离地球最近的恒星,是太阳系的中心天体.太阳系质量的 99.87% 都集中在太阳.太阳系中的地球以及其他类地行星、巨行星都围绕着太阳运行.另外围绕太阳运动的还有小行星、流星、彗星、超海王星型天体以及灰尘.

策勒县13558766880: 为什么日冕层温度那么高
策睿妇炎: 可以把太阳比做火焰,原理一样.

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