为什么日冕的温度反而比太阳表面的温度还要高

太阳的核心是一个温度高达1500万开的超高温大熔炉，核反应产生的巨大能量从核心向外传递，温度逐渐降低，到太阳的表面，温度已经降低到只有5800开了。

然而，科学家在太阳表面的外侧却发现了一个奇怪的现象：随着与太阳表面距离的增加，温度反而升高了。日冕是太阳外层范围宽广的等离子体结构，其密度仅为光球层的$1/10^{12}$，但是测量结果却表明其温度竟然可以高达100万～300万开！

色球层和日冕之间，有一个厚度从十千米到数百千米的“过渡区”，温度正是在这里突然升高。从热力学角度很难解释这样一种现象，就好像一个电灯泡竟然能将周围的空气加热到比灯泡还热。为此，必须寻找非热力学的加热机制。

几十年来，科学家们提出了许多日冕加热的理论，目前被广泛接受的有声波致热和磁重联两种理论。

声波致热理论是1949年提出的。太阳是一种充满了磁场的高温等离子体，因此描述磁场中等离子体波动现象的磁声波和阿尔文波被认为是太阳最重要的波动模式。太阳光球上，米粒组织或超米粒组织的扰动都会产生这两种波，它们都可以携带能量，穿越太阳外层大气，最终以激波的形式将能量转换成热能。

另一种可能的加热机制是磁重联理论。太阳磁场在日冕中引发电流，这些电流能够维持磁感线形成一个个独立的磁圈。然而，在某些情况下这些电流会突然崩溃，从而允许磁场被重新连接到其他磁极，这一过程就叫“磁重联”，这一过程中会有许多能量以热能和波动能的形式释放出来。太阳表面有数以百万计被磁化的小区域，而且不停地被米粒组织翻搅着，日冕中的磁场就必须不停地与这张“磁性地毯”进行“重联”操作，整体产生的热能不可轻视。

日全食时看到的日冕

然而，到目前为止，我们还只知道这个加热机制肯定与磁场有关，却没有一种理论能够非常理想地定量算出日冕的高温，最终的解决也许需要两种甚至多种理论相结合。这一谜题尚有待更多的观测数据和更深入的思考来解决。