太陽日冕高溫之謎
太陽的地表溫度在幾千度左右，但是到了大氣外層，溫度就能達(dá)到幾百萬度以上。為什么這么短的距離，溫差會(huì)如此之大呢？這個(gè)問題已經(jīng)是困擾科學(xué)界很多年的謎團(tuán)了。但科學(xué)家猜測(cè)，其中的奧秘或許就在太陽表面的熱等離子體噴發(fā)上。
荷蘭烏德勒支大學(xué)的天體物理學(xué)家羅布呂騰(Rob Rutten)并沒有參與相關(guān)該項(xiàng)課題的研究工作，他說:"這個(gè)猜測(cè)很可能實(shí)現(xiàn)在這一領(lǐng)域研究的突破。熱等離子體不停地向上噴發(fā)，這樣日冕(日冕即太陽大氣的最外層)的溫度便會(huì)如此之高。"
許多年來，科學(xué)家們提出了大量的假設(shè)來解釋日冕如此之熱的原因。其中的一個(gè)理論假設(shè)是：太陽內(nèi)核劇烈的震動(dòng)可以將磁力線發(fā)送到大氣外層，從而給日冕帶來了熱量；而另外一個(gè)假設(shè)則是，太陽內(nèi)部的磁力線在某種原因下將會(huì)變得極度扭曲，變形，在這種狀態(tài)下他們獲得了極高的加速從而穿越大氣外層，帶去熱量。
但是，這兩種理論并沒有得到實(shí)際證據(jù)支持。而等離子體噴發(fā)加熱理論被很多科學(xué)家認(rèn)為是可能的。眾所周知的是，從色球?qū)拥缴戏降娜彰釋觾H有數(shù)百公里，相對(duì)于日冕數(shù)百萬度的溫度，色球底部只有幾千度。既然等離子體從太陽表面噴發(fā)到日冕上，那么為什么色球?qū)記]有升溫到如此高的地步呢？
在最近發(fā)表的科學(xué)論文中，美國(guó)加利福尼亞州帕羅奧多市(Palo Alto)的洛克希德馬丁太陽和天體物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室的巴特德-潘德約(Bart De Pontieu)和他的同事們研究發(fā)現(xiàn)，等離子體將日冕溫度加熱到百萬攝氏度之上，是用他們的一部分達(dá)到的，這與等離子體噴發(fā)的強(qiáng)度和頻率有關(guān)。也就是說，在等離子體由內(nèi)向外噴射過程中，有一部分對(duì)色球?qū)舆M(jìn)行了加熱；而加熱日冕層的是等離子體噴射的主要能量。潘德約強(qiáng)調(diào)，這并不是形成日冕高溫的唯一原因，他希望這項(xiàng)研究能夠得到更多的關(guān)注。
其他太陽能物理學(xué)家一致認(rèn)為潘德約的工作在有關(guān)該項(xiàng)目研究上取得了重大進(jìn)展，但有關(guān)這個(gè)項(xiàng)目的所有謎團(tuán)并沒有被全部揭開。詹姆斯-克利姆克(James Klimchuk)是美國(guó)宇航局馬里蘭州戈達(dá)德太空飛行中心的主任，他表示對(duì)于等離子體只有一小部分對(duì)日冕進(jìn)行加熱的計(jì)算理論感到很興奮，但仍然不能輕易下結(jié)論。
澳大利亞悉尼天文研究所的邁克-惠特蘭同樣認(rèn)為，這個(gè)研究成果有很多不確定性。"根據(jù)觀測(cè)到的事情進(jìn)行假設(shè)是必須的。但這也僅僅是一個(gè)對(duì)日冕底部的局部觀測(cè)結(jié)果，實(shí)際上日冕無時(shí)無刻都在加熱之中，觀測(cè)仍然有片面性。"
目前科學(xué)家們?nèi)圆恢肋@些等離子體從何而來。但潘德約堅(jiān)持認(rèn)為他們是在磁場(chǎng)的干擾下產(chǎn)生的。他說:"未來我們需要一些更先進(jìn)的儀器進(jìn)行觀測(cè)計(jì)算，比如美國(guó)航天局的太陽界面成像光譜儀(IRIS)，這種儀器或許能給我們帶來幫助。"
名詞注釋
日冕：太陽大氣的最外層。日冕中的物質(zhì)也是等離子體，它的密度比色球?qū)痈?，而它的溫度反比色球?qū)痈?，可達(dá)上百萬攝氏度。在日全食時(shí)在日面周圍看到放射狀的非常明亮的銀白色光芒即是日冕。 日冕的范圍在色球之上，一直延伸到好幾個(gè)太陽半徑的地方。日冕還會(huì)有向外膨脹運(yùn)動(dòng)，并使得冷電離氣體粒子連續(xù)地從太陽向外流出而形成太陽風(fēng)。
色球：緊貼光球以上的一層大氣稱為色球?qū)?，平時(shí)不易被觀測(cè)到，過去這一區(qū)域只是在日全食時(shí)才能被看到。當(dāng)月亮遮掩了光球明亮光輝的一瞬間，人們能發(fā)現(xiàn)日輪邊緣上有一層玫瑰紅的絢麗光彩，那就是色球。色球?qū)雍窦s8000千米,它的化學(xué)組成與光球基本上相同，但色球?qū)觾?nèi)的物質(zhì)密度和壓力要比光球低得多。日常生活中，離熱源越遠(yuǎn)處溫度越低，而太陽大氣的情況卻截然相反，光球頂部接近色球處的溫度差不多是4300℃，到了色球頂部溫度竟高達(dá)幾萬度，再往上，到了日冕區(qū)溫度陡然升至上百萬度。人們對(duì)這種反常增溫現(xiàn)象感到疑惑不解，至今也沒有找到確切的原因。
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