除太陽黑子以外,太陽大氣中還存在著豐富多彩的其它活動現(xiàn)象,有些大規(guī)模的劇烈活動甚至對地球環(huán)境也會產(chǎn)生影響。本節(jié)將簡要介紹太陽大氣中一些常見的活動現(xiàn)象。
1.光斑和譜斑
太陽光球像,日面邊緣可見明亮的光斑。
光斑是與太陽黑子相反的一種光球現(xiàn)象,溫度約比光球高1000C,在日面邊緣部分所看到的微弱明亮區(qū)域就是光球光斑。譜斑出現(xiàn)在色球中,位于光斑之上,也稱為色球光斑,用單色光可以在日面任何部分都可以觀測到譜斑。光斑和譜斑都與太陽黑子有著密切的關(guān)系,它們常常相互伴隨,有著11年周期的變化。一般情況下,光斑和譜斑的出現(xiàn),意味著即將有黑子群出現(xiàn)日珥和暗條。
太陽色球像,其中一些暗條就是日珥的投影。
氫是太陽大氣中最豐富的元素,而且這條譜線位于可見光區(qū)。當(dāng)我們仔細觀測日面邊緣——色球?qū)訒r,會發(fā)現(xiàn)它不是均勻的一層,而是有著迅速變化的多種精細結(jié)構(gòu),就象一個燃燒的大草原,有的呈流煙狀,有的呈環(huán)狀,這就是通常所說的日珥。日珥可分為寧靜日珥、活動日珥和爆發(fā)日珥三大類。寧靜日珥變化緩慢,可在日面存在幾天甚至幾十天。活動日珥總在不停地變化,它們像噴泉一樣從日面噴出來,又慢慢地落回到日面。爆發(fā)日珥以每秒幾百千米的速度,將物質(zhì)噴發(fā)到幾十萬甚至上百萬千米的高空,蔚為壯觀。日珥在日面上的投影稱為暗條,當(dāng)暗條隨著太陽自轉(zhuǎn)到日面邊緣時,就可以觀察到日珥了。
美國SOHO衛(wèi)星拍攝的1997年8月26日一次太陽日珥爆發(fā)過程。
太陽日珥噴發(fā),注意右下角那個藍色的地球,可以想象日珥爆發(fā)的規(guī)模。
2. 太陽耀斑
美國SOHO衛(wèi)星1998年5月2日拍攝的太陽耀斑爆發(fā),即圖像中央亮區(qū)。
發(fā)生于太陽色球與日冕之間的一種劇烈的短壽命(幾分鐘到幾十分鐘之間)爆發(fā)現(xiàn)象,又稱太陽爆發(fā)。用普通的望遠鏡偶爾也能觀測到稀有的白光耀斑。在太陽活動峰年當(dāng)黑子出現(xiàn)最多的時候也是耀斑活動出現(xiàn)頻繁的時候。一次大耀斑事件,除了日面局部突然增亮的現(xiàn)象外,更主要表現(xiàn)在從射電波段直到X射線的輻射通量的突然增強,同時拋射出大量的高能粒子和等離子體,對地球空間環(huán)境造成很大的影響。
美國TRACE衛(wèi)星拍攝的太陽物質(zhì)拋射現(xiàn)象。
[知識拓展]
太陽射電爆發(fā) 是太陽上發(fā)生的一種急劇突變的無線電輻射過程。太陽射電包括寧靜射電、緩變射電和射電爆發(fā)現(xiàn)象。其中,射電爆發(fā)最能引起人們的注意。因為這種輻射現(xiàn)象發(fā)生得往往十分突然,變化也很劇烈,速度快,輻射強度大,其強度要比寧靜射電大一千萬倍。太陽射電爆發(fā)常同太陽活動區(qū)的耀斑、X射線爆發(fā),質(zhì)子爆發(fā)或宇宙射線爆發(fā)等現(xiàn)象共同發(fā)生。當(dāng)這些增強的輻射抵達地球時,就會產(chǎn)生一系列嚴(yán)重的地球物理效應(yīng),諸如極光、磁爆、電訊干擾,等等。因此,對射電爆發(fā)的進一步研究,將有利于了解太陽活動區(qū)物理、地球物理、日地關(guān)系和天體不穩(wěn)定變化過程。
3. 冕洞
冕洞
二十世紀(jì)70年代的空間探測器觀測發(fā)現(xiàn),日冕中有大片形狀不規(guī)則的黑暗區(qū)域,稱為冕洞。冕洞是日冕的低溫、低密度區(qū),大致可分為3種:極區(qū)冕洞、孤立冕洞和延伸冕洞。極區(qū)冕洞經(jīng)常存在南北極區(qū),孤立的中低緯冕洞尺度較小,從極區(qū)向赤道發(fā)展延伸的冕洞壽命較長,是高速太陽風(fēng)的重要源泉。當(dāng)太陽上有強烈X射線耀斑爆發(fā)和日冕物質(zhì)拋射時,部分強大的等離子流飛達地球附近,往往引起很大的磁暴與強烈的極光,同時也發(fā)生電離層騷擾,影響地球短波通訊和衛(wèi)星通訊。地球兩極則會出現(xiàn)千姿百態(tài)的美麗極光。
[知識拓展]
太陽風(fēng) 是從太陽大氣最外層的日冕向空間持續(xù)拋射出來的物質(zhì)粒子流。很早以前,人們看到彗星的尾巴老是背著太陽,猜想這大概是從太陽“吹”出來的某種物質(zhì)造成的。1958年,通過人造衛(wèi)星上的粒子探測器,探測到了太陽上有微粒流發(fā)出。美國科學(xué)家帕克給它取名為“太陽風(fēng)”。太陽活動時輻射出來的太陽風(fēng)強度大,速度快,飛到地球附近時速度仍可達每秒1000~2000千米。這種高速太陽風(fēng)對地球的影響很大,往往會引起磁暴和強烈的極光,同時還會發(fā)生電離層騷擾。
美麗的極光
[思考與討論]
為什么平時看不到太陽色球和日冕?
磁場在太陽活動現(xiàn)象中起什么作用?
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