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巨大阴影笼罩太阳表面
(云南天文台林隽研究员供稿,本人整理并作部分修改)
日珥(或暗条)是一团冷(温度为1万度左右)而致密(粒子数密度为1012 cm–3左右)的被磁场裹缠的气体结构悬浮在热(温度为1百万度左右)而稀薄(粒子数密度为1010 cm–3以下)的日冕当中。磁场产生的浮力克服了这团致密结构的重力,使之能够悬浮在稀薄的日冕当中,同时磁场也隔绝了它与周围环境的热交换,使之不会弥散在周围的日冕当中。当这团气体投影在日面上时,其中物质的低温使得它的辐射比周围环境弱,所以看上去是暗结构,被称为暗条;而当它出现在日面边缘以上时,它的辐射又比太阳边缘以外的背景强,因此看上去是亮结构,被称为日珥。因而,暗条和日珥是太阳大气中的同一种客体因表现不同而得名。暗条当中的磁结构也会因为不稳定性的出现而发生爆发,由此引起的爆发同样会产生太阳耀斑和日冕物质抛射,因此,暗条,特别是巨型暗条,也同样受到太阳物理研究人员和空间天气预报员的密切关注。
这几天太阳上出现一个巨大的暗条。这个巨大的暗条长约一个太阳半径(70万公里),它基本上位于太阳上磁场正负极的分界线附近。图1和图2分别是太阳在极紫外波段(波长200埃左右,日冕的辐射)和H-alpha波段(波长6563埃, 色球的辐射)的照片。从图1-2看,出现在极紫外波段(对应高温物质)图像上的暗条看上去比出现在H-alpha波段(对应低温物质)的暗条要粗很多。这表明,暗条外部的物质温度要高于内部的物质温度;暗条具有外热内冷的结构特征。该暗条位于一个巨大黑子群(活动区12192)的左上方(东北边)。尽管活动区12192这几天频繁地产生了数十个耀斑,这个大暗条则相对平静,几天来似乎没有发生过什么明显的变化。
然而,暗条最终也会因为其磁场结构发生不稳定性而突然爆发,产生太阳耀斑和日冕物质抛射。从图1-2看,该巨型暗条就像一个巨大的阴影笼罩在太阳表面上的一个跨度很大的区域。目前表面上的平静,很可能是爆发前的沉默。因此,这样的平静也让太阳物理研究人员和空间天气监测人员的心里十分忐忑,总觉得有一块阴影挥之不去。像这样一个大尺度的暗条,如果完全爆发出来,有可能会产生大的耀斑和快速的日冕物质抛射。如果它在目前这个位置附近(即未来一两天)突然爆发的话,就非常有可能产生一大团朝向地球飞过来的带电的抛射物质,最终对地球磁场和地球高层大气产生剧烈扰动,从而严重影响人类高技术系统(航天、通讯、导航等)的正常运行。因此,空间天气研究人员目前正密切监测这个巨型暗条的演化,随时准备对它的爆发进行预报和警报。
图1:美国SDO飞船上搭载的AIA仪器拍摄的太阳极紫外辐射的照片,显示了太阳高层大气——日冕的辐射结构。该图是三个波段的照片合成的,颜色的亮暗大体上代表温度的高低。图像来源:SDO飞船官方网站http://sdo.gsfc.nasa.gov/。
图2:由位于云南天文台凤凰山本部的18厘米全日面色球望远镜于2014年10月25日获得的全日面色球H-alpha单色像。
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GMT+8, 2024-11-23 03:42
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