太阳:我们的恒星
日冕加热问题
日冕加热问题是太阳物理学中一个由来已久的谜题:太阳的外层大气——日冕——比它下方的表面热上数百倍,而没有人完全确定为什么。这就好比篝火上方几米处的空气,竟比火焰本身还要热得多。
用数字说清这个谜。可见表面,即光球,约为5500摄氏度。在它正上方气体会略微变冷,正如你远离热源时所预期的那样。可是再向外,穿过色球进入日冕,温度却骤升到一到三百万摄氏度。热量本不该自发地从较冷处流向远比它热的地方,所以一定有某种东西在主动地把能量泵入稀薄的日冕气体。这能量几乎肯定来自太阳磁场,但究竟如何泵入仍有争议:主流设想包括无数微小的磁爆(纳耀斑),以及沿磁力线传播、在高处卸下能量的波。
日冕加热问题之所以重要,是因为它是一个真实的、当下的物理学前沿——而不是教科书里已成定论的事实。帕克太阳探测器和太阳轨道器等任务的建造,很大程度上就是为了能飞得足够近去测量那里究竟在发生什么。理解它还关系到其他恒星大气的加热,以及整个宇宙中炽热、磁化气体的物理。
想象一堆5500度的篝火,而它上方两米处的空气却超过一百万度。这种颠倒过来的温度跳变,正是日冕实际上在做的事。
能量来源是磁性的,但确切机制仍是一个悬而未决的问题。
要警惕那些声称给出唯一“答案”的教科书。就目前而言,日冕是由若干磁过程共同加热的,但它们各自的作用大小仍在积极研究中,尚未完全定论。
又称
另见