为什么日冕的温度比太阳表面还高?
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。
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..
http://baike.baidu.com/view/2376.html?wtp=tt
为什么日冕的温度会这么高?
在色球和日冕之间,有一个厚度从十公里到数百公里的“过渡带”,在那里温度突然上升。从热力学的角度来解释这种现象是很困难的,就好像一个电灯泡可以加热周围的空气使其比灯泡更热一样。让我们感到不解的是,如果你想穿过日冕,你将感觉不到它的热量。它不仅很薄,而且非常薄,记录的密度...
太阳表面温度高达6000度,为什么那么高呢 ?
太阳只有一种能源,那就是核能。在又深又密的热核中(讽刺的是,这是唯一日冕温度最佳的地方),巨大的压力压倒了氢的自然排斥力,它们融合在一起形成氦。转化过程中会留下一些物质,所以会释放一些能量。每个单独的反应只放出一点点能量,但是如果你无数次重复这个过程,你最终会得到奇妙而长期的强大...
太阳内核的温度高达多少度?
太阳内核的温度高达摄氏一千五百万度(对比于太阳表面的温度大约是6,000K)。能量的主要来源是将氢融合为氦的核融合反应。核心是太阳内部能经由核融合产生能量的场所,以阳光的形式释放出热:从核心向外传输的能量加热了太阳其余的部分。所有经由核融合产生的能量在太阳内部必须多次游遍各个层次之后,才能...
日冕层的温度高达百万度,在其中运行的帕克太阳探测器为什么不会被融化...
但帕克探测器经过太阳日冕层,在距离太阳表面约616万千米的位置经过,而日冕层却是太阳外层反常高温的最高区域,此处温度高达100万度,当然这比内核的1500万度低多了,但比太阳表面5500度左右那是高出几个数量级!尽管我们对日冕层的反常高温加热机制仍然不太明确,但主流认为波动加热机制(太阳光球层附近...
太阳最外面的大气是什么?
日冕直径大致等于太阳圆面的1~3.5倍。日冕的光度和密度都很低,光度只有光球辐射的百万分之一,密度从内冕到外冕数值为每立方厘米106~109个离子。日冕中存在一些电子密度比周围大的区域,称为日冕凝聚区。它是太阳局部活动在日冕中的延伸。其温度也比周围背景高一些。日冕凝聚区还发出较强的X射线辐射...
日冕洞与太阳黑子区别 日冕洞和太阳黑子是同一个东西吗
—太阳活动区。黑子既是活动区的核心,也是活动区最明显的标志。相关推荐 末伏和秋老虎有什么区别 末伏与秋老虎有哪些不同 秋老虎在三伏天内吗 秋老虎在三伏天范围里吗 日冕洞比周围温度低吗 日冕洞是比周边温度低吗 日冕洞是什么 日冕洞的意思是什么 日冕洞是太阳黑子吗 日冕洞是不是太阳黑子 ...
太阳的构造
日冕主词条:日冕 日冕是太阳大气的最外层,由高温、低密度的等离子体所组成。亮度微弱,在白光中的总亮度比太阳圆面亮度的百分之一还低,约相当于满月的亮度,因此只有在日全食时才能展现其光彩,平时观测则要使用专门的日冕仪。日冕的温度高达百万度,其大小和形状与太阳活动有关,在太阳活动极大年时,日冕接近圆形;在...
为什么太阳的温度从里到外(光球到日冕)变高了?
太阳大气层从里向外又可分光球、色球和日冕。我们看到耀眼的太阳,就是太阳大气层中光球发出的强烈的可见光。光球层位于对流层之外,属太阳大气层中的最低层或最里层,光球层的厚度约500公里,与约70万公里的太阳半径相比,好似人的皮肤和肌肉之比。我们说太阳表现的平均温度约6000摄氏度,指的就是这一层。光球之外...
太阳各层温度的比较
太阳核心:中心温度15,000,000K,边缘温度7,000,000K 辐射层:7,000,000K~2,000,000K 对流层:2,000,000K~6000K 光球:6000K~4000K 色球:4000K~100,000K 过渡区:100,000K~1,000,000K 日冕:1,000,000K以上 按温度排序为:太阳核心 辐射层、日冕 过渡区、对流层 色球 光球 参考资料...
太阳是由什么组成的?
太阳主要是由氢气组成的(虽然含有气体杂质但是可以少到忽略不计)。在大量氢气产生的引力挤压下,太阳内核很小的一部分区域(比月球还小)进行着核聚变反应,太阳内核每秒将6亿多吨氢元素聚变成氦元素,其中损失约0.7%的质量,这一部分物质转换成了能量(热量)释放出来,因此太阳可以给它周围带来温暖。
策睿妇炎: 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...
策勒县13558766880: 为什么日冕层的温度比太阳表面温度高? - ?
策睿妇炎: 二:日冕层是太阳大气的最外层.日冕中的物质也是等离子体,它的密度比色球层更低,而它的温度反比色球 层高,可达上百万摄氏度.日全食时在日面周围看到放射状的非常明亮的银白色光芒即是日冕.日全食时,黑暗的太阳外围是银白色...
策勒县13558766880: 为什么日冕的温度最高? - ?
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.
策勒县13558766880: 为什么离太阳内部最远的月冕层温度反而最高? - ?
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...
策勒县13558766880: 太阳的温度是多少??? - ?
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.
策勒县13558766880: 太阳外部结构可分为三层,从里向外依次是 A.光球.日冕.色球 B.日冕.色球.光球 C.光球.色球.日 - ?
策睿妇炎: 太阳外部结构可分为三层,从里向外依次光球层、色球层和日冕层. 太阳光球以上的部分统称为太阳大气层,跨过整个电磁频谱,从无线电、可见光到伽马射线,都可以观察它们分为5个主要的部分:温度极小区、色球、过渡区、日冕、和太阳...
策勒县13558766880: 太阳的大气层温度为什么会比太阳表面温度高数百倍? - ?
策睿妇炎: 太阳表面温度最高能够达到6,000摄氏度;而太阳的色球层,也就是中部太阳大气层,的温度超过了100,000摄氏度;日冕是太阳温度最高的区域,直接超过了100多万摄氏度.是什么原因导致了太阳表面温度的层阶差异性?这个问题几十年来一...