表面溫暖的太陽下,太陽的能量是否會比我們想像的更強大?

2023-10-15     天文在線

原標題:表面溫暖的太陽下,太陽的能量是否會比我們想像的更強大?

導致太陽發熱的「加速器」是什麼?

數據表明,太陽的日冕比太陽表面更熱,這難道就是太陽急速膨脹的原因嗎?

雖然恆星的表面有大概5800攝氏度,但是所謂太陽的日冕的溫度有數百萬度

(圖解:2002年衛星「soho」觀測到的太陽日冕的發射)

太陽的日冕比太陽表面會更熱,但不比太陽的核心熱。它的內部部分是由核心、放射區、有限的控線區和到表面的對流區所形成。在原子核中,氫原子在大約1500萬度的溫度下生存。氫轉化為氦作用是為太陽提供能量的。能量以光子的形式離開原子核。許多年後,光子會設法去到達表面。要知道恆星的表面不是固體,它是一個氣球。從表面上看,太陽上的大氣層與地球上的大氣層非常不同。

令人震驚的是,雖然太陽表面的溫度約為5800攝氏度,但是所謂的日冕卻是太陽溫度的數百萬度。這對每一個人、大眾以及從事科學的人們來說都是非常違反直覺的。在熱源中,例如太陽,當離開其表面時,溫度應該會下降。這在太陽下並不會發生。這個問題已經困擾了太陽物理學家和物理學家大約七十年。卻依舊沒有解決這個問題。

有相當多的理論都是可行的。在2000年,太陽物理學家解釋日冕為什麼會如此熾熱的模擬進行了詳盡的編制,發現了大約22個模型,所有模型都是合理的。我認為能解決它的小組會獲得諾貝爾物理學獎。

如何發現這些東西也是很有趣的。在70年前日食期間,這是我們唯一能真正看到太陽的日冕的時候。瑞典物理學家艾德倫(Bengt Edlén)看見了一些顏色和一些光譜線,並在實驗中證實,只有在溫度為數百萬度的時候,這些才會發生,這是非常驚人的發現。實際上有很多人認為這是不可能的,但是實驗事實證明,艾德倫就是正確的,今天我們毫不懷疑日冕的溫度是數百萬度。

在解釋它的理論中分為兩個學派,尤金·帕克(Eugene Parker)是一位非常重要的太陽物理學家,他在七八十年代的時候提出了一個假設,這種變暖的情況可以用一種叫做納米耀斑的現象來解釋,這種現象用西班牙語解釋就是納米耀斑。太陽內部的磁場完全侵入了太陽的大氣層。因此有種覆蓋物是在太陽表面,是向太陽大氣層上升並且不斷移動的磁線。在有些時候,這些磁力線會相互靠近或相互交叉。當這些磁力線相交時,它們就會釋放出能量。將它們稱之為納米,因為它們的能量相對於太陽正常的耀斑能量低了一萬億倍。這些耀斑有時會出現有時又會消失,出現時甚至會影響地面上的通信。物理學家帕克理論中的那些耀斑會小得多,但它們會非常頻繁的出現並且無處不在。該理論說的是,這些小爆炸會導致日冕環發熱。

另一個偉大的理論是瑞典的太陽物理學家漢內斯·阿爾文(Hannes Alfvén)的阿爾文波。這個基於來自太陽表面的波。這些波將沿著場線傳播,並導致路徑中的等離子相互共振並且向側面移動,進而消耗能量,這種能量能夠加熱太陽的日冕環。

(圖解:2016年5月NASA所拍攝下來的太陽耀斑照片,揭示了太陽耀斑的分布。 圖源: NASA/SDO/AIA/S. Wiessinger)

近幾年來,已經發表的工作在觀測上證明了阿爾文波和納米耀斑的存在,但這種現象是否是加熱日冕的原因還有待觀察。我的觀點是,這可能是不同現象的相結合。

卡博內爾是物理學專家,太陽天體物理學領域的研究員,是歐洲太陽望遠鏡科學諮詢委員會的成員,也是(挪威)的分析數據的科學家。

BY:Ada Ortiz Carbonell

FY:鬆鬆

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文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-hk/9e0316afbff1ce71359b2c932c076c78.html