太陽:我們的恆星
日冕加熱問題
日冕加熱問題是太陽物理學中一個由來已久的謎題:太陽的外層大氣——日冕——比它下方的表面熱上數百倍,而沒有人完全確定為什麼。這就好比篝火上方幾公尺處的空氣,竟比火焰本身還要熱得多。
用數字說清這個謎。可見表面,即光球,約為5500攝氏度。在它正上方氣體會略微變冷,正如你遠離熱源時所預期的那樣。可是再向外,穿過色球進入日冕,溫度卻驟升到一到三百萬攝氏度。熱量本不該自發地從較冷處流向遠比它熱的地方,所以一定有某種東西在主動地把能量泵入稀薄的日冕氣體。這能量幾乎肯定來自太陽磁場,但究竟如何泵入仍有爭議:主流設想包括無數微小的磁爆(奈閃焰),以及沿磁力線傳播、在高處卸下能量的波。
日冕加熱問題之所以重要,是因為它是一個真實的、當下的物理學前沿——而不是教科書裡已成定論的事實。帕克太陽探測器和太陽軌道器等任務的建造,很大程度上就是為了能飛得足夠近去測量那裡究竟在發生什麼。理解它還關係到其他恆星大氣的加熱,以及整個宇宙中熾熱、磁化氣體的物理。
想像一堆5500度的篝火,而它上方兩公尺處的空氣卻超過一百萬度。這種顛倒過來的溫度跳變,正是日冕實際上在做的事。
能量來源是磁性的,但確切機制仍是一個懸而未決的問題。
要警惕那些聲稱給出唯一「答案」的教科書。就目前而言,日冕是由若干磁過程共同加熱的,但它們各自的作用大小仍在積極研究中,尚未完全定論。
又稱
另見