日常生活中,離熱源越遠處溫度越低,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攝氏度,到了色球頂部溫度竟高達幾萬攝氏度,再往上,到了日冕區溫度陡然升至上百萬攝氏度。人們對這種反常增溫現象感到疑惑不解,至今也沒有找到確切的原因。
在色球上人們還能夠看到許多騰起的火焰,這就是天文上所謂的“日珥”。日珥是迅速變化著的活動現象,一次完整的日珥過程一般為幾十分鍾。同時,日珥的形狀也可說是千姿百態,有的如浮雲煙霧,有的似飛瀑噴泉,有的好似一彎拱橋,也有的酷似團團草叢,真是不勝枚舉。天文學家根據形態變化規模的大小和變化速度的快慢將日珥分成寧靜日珥、活動日珥和爆發日珥三大類。最為壯觀的要屬爆發日珥,本來寧靜或活動的日珥,有時會突然“怒火衝天”,把氣體物質拚命往上拋射,然後回轉著返回太陽表麵,形成一個環狀,所以又稱環狀日珥。
日冕
日冕是太陽大氣的最外層。日冕中的物質也是等離子體,它的密度比色球層更低,而它的溫度反比色球層高,可達上百萬攝氏度。在日全食時在日麵周圍看到放射狀的非常明亮的銀白色光芒即是日冕。日冕的範圍在色球之上,一直延伸到好幾個太陽半徑的地方。日冕還會有向外膨脹運動,並使得冷電離氣體粒子連續地從太陽向外流出而形成太陽風。
太陽風
太陽風是一種連續存在,來自太陽並以200~800千米/秒的速度運動的等離子氣體流。這種物質與地球上的空氣不同,不是由氣體的分子組成,而是由更簡單的比原子還小一個層次的基本粒子——質子和電子等組成它們流動時所產生的效應與空氣流動十分相似,所以稱它為太陽風。
太陽風有兩種:一種持續不斷地輻射出來,速度較小,粒子含量也較少,被稱為“持續太陽風”;另一種是在太陽活動時輻射出來,速度較大,粒子含量也較多,這種太陽風被稱為“擾動太陽風”。擾動太陽風對地球的影響很大,當它抵達地球時,往往引起很大的磁暴與強烈的極光,同時也產生電離層騷擾。
詭異的太陽
給人類和大地萬物帶來溫暖的太陽是神奇的,它最神奇之處要數太陽黑子、太陽羽毛、綠光和振動了。至今,科學家們還沒有破解它們形成的原因。
太陽黑子之謎
每隔一段時間,太陽便要出現黑子。直到今天,不但太陽黑子形成的原因仍然是一個謎,就連關於太陽黑子周期的各種說法也受到了種種質疑。
德國的天文愛好者施瓦貝連續觀測太陽黑子43年之後發現,太陽黑子活動周期是11年,多時可以看到四五群黑子,少時連一個黑子都看不到。每過11年為一個周期,稱做一個“太陽黑子周”。
20世紀初,美國天文學家海爾研究發現,太陽黑子具有極強的磁場,黑子磁性呈一個周期不斷的變動,這種變化竟與黑子周期相關。黑子磁性變化周期是22年,恰好是黑子周期的2倍。實際上,這就是太陽黑子的磁周期。
盡管對太陽黑子周期有過多種說法,但到目前為止,仍然沒有一種說法能夠讓人徹底信服。
太陽的奇怪“羽毛”
1997年3月9日,在中國漠河發生了一次日全食。一瞬之間,天空變成夜晚,太陽被月球完全遮住,隻有太陽周圍存在一團白色的光圈,且在兩極地區內排列著一道道放射狀羽毛樣的東西。
日全食發生時,平時看不到的太陽大氣層就會暴露出來,形成日冕。它的顏色為白色,外周帶著天空的藍色,由很稀薄的完全電離的等離子體組成,其中主要是質子、高度電離的離子和高速的自由電子。在太陽活動的極衰時期,日冕往往在兩極表現出一種像刷子上的一簇簇羽毛樣的結構,人們叫它極羽。
極羽的性質人們還未完全弄清,但一般認為,聚集在太陽極區的日冕等離子氣體,由起著側壁作用的磁場維持其流體靜力學平衡,並因此形成極羽。
太陽光斑
太陽光球層上有比周圍更明亮的斑狀組織。用天文望遠鏡對它觀測時,常常可以發現,在光球層的表麵有的明亮有的深暗。這種明暗斑點是由於這裏的溫度高低不同而形成的,比較深暗的斑點叫做“太陽黑子”,比較明亮的斑點叫做“光斑”。光斑常在太陽表麵的邊緣“表演”,卻很少在太陽表麵的中心區露麵。因為太陽表麵中心區的輻射屬於光球層的較深氣層,而邊緣的光主要來源光球層較高部位,所以,光斑比太陽表麵高些,可以算得上是光球層上的“高原”。
光斑也是太陽上一種強烈風暴,天文學家把它戲稱為“高原風暴”。不過,與烏雲翻滾,大雨滂沱,狂風卷地百草折的地麵風暴相比,“高原風暴”的性格要溫和得多。
光斑的亮度隻比寧靜光球層略強一些,一般隻大10%;溫度比寧靜光球層高300攝氏度。許多光斑與太陽黑子還結下不解之緣,常常環繞在太陽黑子周圍“表演”。少部分光斑與太陽黑子無關,活躍在70°高緯區域,麵積比較小,一般來說,光斑平均壽命約為15天,而較大的光斑壽命可達三個月。