【黑子的篮球全集】黑子发生在太阳的哪一层?又是怎么形成的?

2019-10-18 - 黑子

黑子发生在光球层;耀斑和日珥发生在色球层,但日珥是喷射到日冕中的。

现在科学家首次了解到黑子的下面到底隐藏着什么。

来自SOHO上迈克儿孙多普勒成像议(MDI)的数据使科学家对这些太阳上的强活动区域有了更深的了解。

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从伽利略时代起人们就对太阳黑子有了浓厚的兴趣,因为当时人们普遍认为天体应该是完美无暇的。黑子充满着神秘色彩,因为第一次看见它们时,总以为它们不久便会消失了。

可是,恰恰相反,它们可以连续存在数周甚至更长。"它们符合观测科学的基本准则:观测到的事注定发生,"SOHO的MDI主任、斯坦福大学的Philip Scherrer说:"我们现在已经有了一点线索。"

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天文学家知道黑子是太阳表面的强磁场区域。当儿时玩磁铁时就发现磁极会互相排斥。按理说,太阳的强磁场区域也同样应该互相排斥。可事实上,天文观测清楚地显示太阳表面有物质从黑子流出。

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斯坦福大学的Alexander Kosovichev和赵俊伟(音译,Junwei Zhao)以及NASA戈达德飞行中心的Thomas Duvall使用MDI的独特技术观测到了黑子表面下的情况,并且首次观测到向内流动的物质流。

"我们发现向外流动的物质流仅是表面的特征,"赵俊伟说:"如果你在往更深一点的地方看你就能看到物质急速向内流动,形成一个行星大小的漩涡。这些物质流也会将磁场拉扯到一起。"

太阳天文学家长久以来就知道,太阳黑子下面存在强磁场,它阻止能流从太阳的内部垂直涌出,进而使黑子冷却并且使它比周围的环境要暗。对这种对流运动的遏制就像是一种塞子,它阻止了太阳内部的能量抵达太阳表面。

位于"塞子"上的物质的温度会变得比较低,并且会变得比较稠密,由新的观测发现这个"塞子"会以每小时3000英里的速度向下降。

这使得周围的等离子和磁场朝向黑子的中心。聚集的磁场进一步冷却,冷却的等离子下沉带动更多的等离子,由此形成了一个循环。只要磁场足够强,冷却效应会维持一个向内的物质流,并且保持其结构的稳定。表面的喷流被确定位于一个很薄的层内。

因为"塞子"阻止了太阳内部的热量抵达表面,"塞子"下的区域会变得更热。1998年6月的一次观测证实这一点。

"我们对太阳黑子如此之薄感到非常的惊讶,"Kosovichev。观测到的3000英里之下的音速相当的高,预示太阳黑子的根部比周围的环境要热的多,正好与表面的情况相反。"黑子中较冷的部分就像是一堆硬币,"他补充道。

"较冷的向下的物质流在向上的物质流分叉的地方发生耗散,"Duvall说,"这些数据无法使我们建立起一个清晰的物理图像来解释一些细节。

直到现在,我们仍是在黑子的上方朝下观测黑子,就像从树梢向下望只能看到树梢的叶子。现在我们第一次能观测到这棵树的树枝和树干了,有了一棵树的印象。但是这棵树的根仍是一个谜。"

MDI使用被称为声波断层扫描的技术来分析太阳表面的声波,并以此探测太阳表面下的物理状况。

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