太陽表面才6000度,為何日冕卻百萬度?原來是它在作怪
太陽是我們生命的源泉,也是我們探索宇宙的重要窗口。但是,太陽并不是一個(gè)簡單的恒星,它有著許多令人費(fèi)解的奧秘。其中之一就是太陽大氣層的溫度問題。
我們都知道,太陽的核心溫度非常高,達(dá)到了1500萬攝氏度。這是因?yàn)樘杻?nèi)部發(fā)生了核聚變反應(yīng),將氫原子轉(zhuǎn)化為氦原子,并釋放出巨大的能量。這些能量從太陽核心向外輻射傳遞,經(jīng)過輻射層和對(duì)流層,最終到達(dá)太陽表面。
太陽表面叫做光球?qū)?,它是我們能夠直接觀測(cè)到的太陽最內(nèi)層的大氣層。光球?qū)拥臏囟却蠹s在6000攝氏度左右,比核心溫度低了很多。這似乎符合常理,因?yàn)殡x太陽核心越遠(yuǎn),溫度就應(yīng)該越低。
然而,當(dāng)我們觀察太陽更外層的大氣層時(shí),卻發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的現(xiàn)象:溫度不但沒有下降,反而上升了!太陽大氣層由色球?qū)雍腿彰釋咏M成。
色球?qū)邮枪馇驅(qū)又系囊粚蛹t色發(fā)光區(qū)域,它的溫度大約在1萬攝氏度左右。日冕層是太陽最外層的大氣層,它在日全食時(shí)可以看到一圈白色的光環(huán)。日冕層的溫度更是高達(dá)百萬攝氏度甚至更高!
這就產(chǎn)生了一個(gè)懸而未決的問題:為什么離太陽核心越遠(yuǎn)的大氣層溫度反而越高呢?這個(gè)問題被稱為日冕加熱問題,它已經(jīng)困擾了天文學(xué)家?guī)资?。很多理論和假設(shè)都被提出來試圖解釋這個(gè)奇怪的現(xiàn)象,但都沒有得到確鑿的證據(jù)。
直到最近,歐洲領(lǐng)導(dǎo)的太陽軌道飛行器(Solar Orbiter)發(fā)射衛(wèi)星后,才有了新的突破。利用衛(wèi)星上搭載的極紫外成像儀(EUI),科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種小尺度、快速移動(dòng)的磁波,在太陽表面上旋轉(zhuǎn)著。
這些磁波被稱為阿爾芬波(Alfvén waves),它們可以將巨量的能量沿著太陽磁場從內(nèi)部傳遞到日冕層。根據(jù)最新的計(jì)算結(jié)果,這些磁波產(chǎn)生的能量足以解釋日冕層的高溫。
這一發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證了80年前由瑞典科學(xué)家阿爾芬提出的理論,也為太陽科學(xué)帶來了新的進(jìn)展。通過觸及太陽,我們可以更深入地了解太陽的結(jié)構(gòu)、演化和對(duì)太陽系的影響,也可以更好地認(rèn)識(shí)其他恒星和宇宙。