为什么日冕上有“洞”
太阳大气从里向外分为3层:光球、色球和日冕。日冕一般又分为2层:内冕,大致延伸到离太阳表面约0.3个太阳半径处;外冕,可以一直伸展到好几个太阳半径处,甚至更远。冕字本来的意思是帽子,太阳可真戴了顶大“帽子”。
日冕只有在日全食的时候可以看得很清楚,它淡雅、白里透蓝,很逗人喜爱。它的形状随太阳活动的强弱而有很大变化:太阳活动峰年时,日冕大致是圆形,像个宽宽的光晕裹在太阳周围;谷年时,在太阳两极区呈现为羽毛状的光芒,而在赤道面附近拉得很长。
不管日冕看起来是什么模样,它各处的亮度相差不太多,可是,如果为它拍摄X射线照片,那情况就大不一样,可以看到日冕中经常有大片的暗黑区域,一般是长条形的,很不规则,这就是冕洞。
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冕洞最初是在1950年,由瑞士天文学家瓦尔德迈尔从地面观测中发现的。14年后,才从高空火箭上首次拍摄到X射线冕洞照片。
天文学家们很快就认识到,冕洞确实可以说是“空洞洞”的,在这些“洞”的下面是完全没有X射线的光球层。冕洞并不像人们原先想像的那样在太阳活动区,相反却是在宁静区,它们的温度和密度都比日冕的其他部分要低得多。冕洞还是太阳磁场开放的区域,那里的磁力线向外张开,这样,带电粒子就可以自由地沿着磁力线从太阳内部跑出来。这就是太阳风。冕洞是太阳风的风口。
冕洞的发现和被证实,还解决了一个多年的悬案。科学家一直注意到,由太阳引起的磁暴有的具有明显的周期性,周期约27日,与太阳赤道部分的自转周期相当,使人们很自然地认为,它与太阳有关。可是,使人们纳闷的是,这类磁暴发生时,太阳面上往往并没有显著的活动区,那么,它究竟该由太阳面上的哪部分负责呢?问题一时得不到解决,科学家只能把引起磁暴重复出现的有关区域,叫做M区,意思是神秘的区域。
1976年,一直在寻找的M区终于被证实就是太阳赤道区的冕洞。M区、冕洞、太阳风之间的关系,大体上是清楚了,只是有关冕洞的一些物理性质还不完全清楚,关于冕洞的形成理论还没有解决。再进一步说,日冕包括冕洞在内,研究历史才只有短短数十年的时间,这个领域里今后会出现多少令人惊奇的东西,还很难预料。