日冕

耀斑、暗條爆發(fā)、日冕物質(zhì)拋射，這些都是我的拿手好戲?！币摺?yáng)系最強(qiáng)閃光閃光燈，通過(guò)電容充電與快速放電，在一瞬間產(chǎn)生高亮的光照，幫助我們?cè)谂臄z時(shí)補(bǔ)光或進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)作。太陽(yáng)同樣擁有這樣的本領(lǐng)，甚至還是全太陽(yáng)系最強(qiáng)的。平日里，來(lái)自太陽(yáng)對(duì)流區(qū)的等離子體向外部大氣傳導(dǎo)著能量，對(duì)應(yīng)表面黑子活動(dòng)區(qū)逐漸積蓄的磁場(chǎng)能，太陽(yáng)也在按部就班地自轉(zhuǎn)著。突然，一道光亮從黑子活動(dòng)區(qū)的附近竄出，且亮度快速升高，數(shù)分鐘后逐漸降低，但它發(fā)出的光仍在傳播，最終照亮近半個(gè)太陽(yáng)系。這就是一次典

亮的耀斑、日珥和日冕物質(zhì)拋射等……”大兵老師還沒(méi)說(shuō)完，小天就忍不住撓撓頭問(wèn)道：“日冕物質(zhì)拋射是什么意思??？”大兵老師解釋說(shuō)：“日冕層是太陽(yáng)大氣層的最外層，也是非?；钴S的部分。這里有上百萬(wàn)度的高溫，氫原子、氦原子等物質(zhì)都在高溫下電離成了帶正電的質(zhì)子、α 粒子和帶負(fù)電的電子。在太陽(yáng)活動(dòng)劇烈的時(shí)候，日冕層會(huì)突然向外‘拋’出一大團(tuán)日冕物質(zhì)，這就叫日冕物質(zhì)拋射?！贝蟊蠋熆吹酵瑢W(xué)們疑惑的模樣，便繼續(xù)解釋道：“那我們先看看日冕層的樣子吧?，F(xiàn)在我們看到的這個(gè)光斑主要體現(xiàn)

209）0 引言日冕是太陽(yáng)的最外層大氣，它由高度電離的高溫、稀薄等離子體構(gòu)成，可以向外延展至幾倍太陽(yáng)半徑甚至更遠(yuǎn)的范圍。在可見(jiàn)光波段，日冕的亮度非常低，通常僅有光球亮度的百萬(wàn)分之一量級(jí)［1］，因此大部分時(shí)候它都淹沒(méi)在耀眼的日光中不可見(jiàn)。若不借助特殊儀器，只有在日全食過(guò)程中，當(dāng)太陽(yáng)光球完全被月球遮擋時(shí)，才能短暫觀測(cè)到日冕。日冕儀是用于在非日全食時(shí)期觀測(cè)日冕的儀器，其基本原理是在望遠(yuǎn)鏡的基礎(chǔ)上用掩體形成人造日食來(lái)觀測(cè)日冕［2］，按結(jié)構(gòu)一般可分為外掩式和內(nèi)掩式兩

均是11 年。”日冕儀圖像大兵老師豎起大拇指，贊賞道：“真不錯(cuò)，現(xiàn)在大家都會(huì)搶答了。小天說(shuō)得沒(méi)錯(cuò)，太陽(yáng)黑子的活動(dòng)周期短則9 年，多則十三四年，平均是11 年。一般太陽(yáng)黑子多的時(shí)候，太陽(yáng)活動(dòng)也比較劇烈。當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)比較劇烈的時(shí)候，一般會(huì)伴隨著明亮的耀斑、日珥和日冕物質(zhì)拋射等……”大兵老師還沒(méi)說(shuō)完，小天就忍不住撓撓頭問(wèn)道：“日冕物質(zhì)拋射是什么意思??？”大兵老師解釋說(shuō)：“日冕層是太陽(yáng)大氣層的最外層，也是非?；钴S的部分。這里有上百萬(wàn)度的高溫，氫原子、氦原子等物質(zhì)都在

大氣的最外層，即日冕。同樣，相比于光球的可見(jiàn)光輻射，日冕的白光輻射微乎其微（百萬(wàn)分之一），所以在地面上對(duì)日冕的觀測(cè)，主要集中在日全食時(shí)刻。后來(lái)科學(xué)家發(fā)明了人造日食儀器——日冕儀，對(duì)日冕的觀測(cè)就可以隨時(shí)進(jìn)行了。借助日全食階段拍攝的日冕白光照片，我們可以清楚地看到：日冕層物質(zhì)極其稀疏，非常透明，沒(méi)有明確的外邊界，可以向外一直延伸到行星際空間里。日冕的范圍可以延伸到太陽(yáng)直徑的幾倍到幾十倍，而且是動(dòng)態(tài)的，在太陽(yáng)活動(dòng)極大年和極小年，日冕呈現(xiàn)出圓形和橢圓形，就像太陽(yáng)的

式為太陽(yáng)耀斑或者日冕爆發(fā)。你知道嗎？一束光如果從太陽(yáng)核心產(chǎn)生，它走到太陽(yáng)表面大概需要十幾萬(wàn)年的時(shí)間，而一旦離開(kāi)太陽(yáng)，只需8分多鐘就能到達(dá)地球了。日冕爆發(fā)的威力有多大？日冕爆發(fā)的威力相當(dāng)于數(shù)百億顆原子彈爆炸，能把整座珠穆朗瑪峰以500倍噴氣式客機(jī)的速度瞬間拋射出去。用整個(gè)銀河系里的水，能把太陽(yáng)澆滅嗎？不能，再多的水也無(wú)法澆滅太陽(yáng)。太陽(yáng)不是通過(guò)化學(xué)燃料來(lái)燃燒的，而是通過(guò)核聚變來(lái)發(fā)光發(fā)熱。再多的水也無(wú)法澆滅核聚變反應(yīng)。太陽(yáng)會(huì)爆炸嗎？不會(huì)。再過(guò)50億年，太陽(yáng)的氫和

42090 引言日冕是太陽(yáng)最外層的稀薄大氣，是很多太陽(yáng)物理現(xiàn)象和爆發(fā)活動(dòng)的發(fā)生地.日冕觀測(cè)是太陽(yáng)和空間物理領(lǐng)域重要的研究?jī)?nèi)容(Singh et al.，2011；Dolei et al.，2018；Ji et al.，2012).在可見(jiàn)光波段，日冕輻射強(qiáng)度非常低，且受到強(qiáng)的光球輻射光的干擾，需用到特殊設(shè)計(jì)的日冕儀.國(guó)內(nèi)外已對(duì)日冕儀進(jìn)行了充分研究(Brueckner et al.，1995；Thompson et al.，2004；Koomen et al.

及一直往外延伸的日冕，其中光球就是我們?nèi)庋劭梢?jiàn)的太陽(yáng)表面.光球的溫度從底邊界的8 000 K 降到頂部的4 200 K，色球的溫度則由4 200 K 隨高度逐漸上升到20 000 K 左右，日冕的溫度則達(dá)到（1～2）×106K.相應(yīng)地，光球和色球的密度標(biāo)高為100 km 的量級(jí)，而日冕的密度標(biāo)高則是10 000 km 的量級(jí).也就是說(shuō)，等離子體密度在光球和色球?qū)樱吧蚺c日冕之間的過(guò)渡區(qū)）急劇下降，而在日冕中則緩慢下降.在太陽(yáng)大氣中充滿(mǎn)了磁場(chǎng)，其中光球?qū)拥?/div>

地球與行星物理論評(píng)(中英文) 2023年4期2023-02-13

層磁場(chǎng)怎么變化？日冕拋射遵循怎樣的模式？人類(lèi)如何加強(qiáng)預(yù)測(cè)，讓航天器和航天員避開(kāi)高能電磁風(fēng)暴？▲ ASO-S衛(wèi)星觀測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)示意圖▲ ASO-S衛(wèi)星搭載于長(zhǎng)征二號(hào)丁火箭發(fā)射。汪江波 攝▲ 太陽(yáng)活動(dòng)影響地球及大氣層示意圖上天看太陽(yáng)好處多介紹ASO-S衛(wèi)星之前，我們先要弄清一個(gè)問(wèn)題：如今天文望遠(yuǎn)鏡那么先進(jìn)，為什么科研人員不能在地面上全方位觀察太陽(yáng)活動(dòng)呢？打個(gè)比方，假如10米外有1根點(diǎn)燃的蠟燭，人站在原地能觀測(cè)到什么呢？肉眼只能看到火焰光芒；借助一些科學(xué)儀器，能夠

色區(qū)域都是所謂的日冕洞。它們經(jīng)常出現(xiàn)在太陽(yáng)上，提供太陽(yáng)風(fēng)的來(lái)源。日冕洞現(xiàn)象與太陽(yáng)的磁力密切相關(guān)。這顆恒星被磁場(chǎng)包圍，影響其大氣中的所有過(guò)程。有時(shí)，磁場(chǎng)線(xiàn)是開(kāi)放的——也就是說(shuō)，它們直接延伸到太空中。在這些地方，太陽(yáng)風(fēng)更容易逃逸到太空中，留下更冷、密度更低的等離子體區(qū)域。日冕洞的出現(xiàn)與太陽(yáng)周期的階段有關(guān)。在太陽(yáng)活動(dòng)最大值期間——當(dāng)太陽(yáng)的磁場(chǎng)改變其方向時(shí)——巨大的日冕洞出現(xiàn)在太陽(yáng)兩極的區(qū)域，SOHO探測(cè)器曾在2013年記錄了這一現(xiàn)象。隨著太陽(yáng)向最低點(diǎn)移動(dòng)，這些日

距的技術(shù)，它與多日冕分割技術(shù)(Multi-Corona Division，MCD)具有相同的要求(①-③)，LSVM 方法是基于向量機(jī)的分類(lèi)結(jié)果去估計(jì)非錨節(jié)點(diǎn)的位置，但是實(shí)現(xiàn)SVM 需要一個(gè)具有較高計(jì)算能力的中心節(jié)點(diǎn)(如匯聚節(jié)點(diǎn)或基站)。 另外，DV-Hop[7-8]也是一種常用的非測(cè)距定位技術(shù)，利用跳數(shù)信息估計(jì)錨節(jié)點(diǎn)與非錨節(jié)點(diǎn)之間的距離，其定位精度由一跳表示的平均距離的精度決定。 文獻(xiàn)[9]提出了同心圓錨節(jié)點(diǎn)定位算法(Concentric Anchor

一令人不可思議的日冕新圖像，是不久前被美國(guó)宇航局和歐洲航天局“太陽(yáng)軌道飛行器”上的“極紫外成像儀”捕捉到的。太陽(yáng)外層大氣或稱(chēng)日冕，那里的溫度達(dá)到100萬(wàn)℃左右。當(dāng)“太陽(yáng)軌道飛行器”拍攝捕捉到這一清晰圖像時(shí)，距太陽(yáng)約7500萬(wàn)公里。4個(gè)小時(shí)時(shí)間內(nèi)拍攝25張獨(dú)立照片，最后形成這一圖像，它的清晰度約是4K電視的10倍。在最新發(fā)布的動(dòng)圖中，紫色描述的是10000℃時(shí)的氫氣;藍(lán)色描述的是32000℃時(shí)的碳;綠色描述的是320000℃時(shí)的氧氣;黃色描述的是630000

的大氣層，也就是日冕。離熱源幾百公里，溫度突然升高按說(shuō)離熱源越遠(yuǎn)，空氣就越冷。奇怪的是，太陽(yáng)的情況卻并非如此。如今，新西蘭科學(xué)家可能已經(jīng)找到其中的關(guān)鍵原因。太陽(yáng)表面溫度約6000攝氏度，但在距離太陽(yáng)表面短短幾百公里距離內(nèi)，溫度會(huì)突然升高到100多萬(wàn)攝氏度，成為太陽(yáng)的大氣層，也就是日冕?！皽囟热绱酥?，以至于氣體脫離了太陽(yáng)的引力，成為‘太陽(yáng)風(fēng)，飛向太空，撞向地球和其他行星?！边@項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人、奧塔哥大學(xué)物理系喬納森·斯奎爾博士說(shuō)。研究人員從測(cè)量和理論中得知，

劇烈的太陽(yáng)耀斑和日冕物質(zhì)拋射（也被形象地稱(chēng)作“太陽(yáng)風(fēng)暴”），是空間天氣變化的主要驅(qū)動(dòng)源.太陽(yáng)風(fēng)暴攜帶著巨量的磁化等離子體從太陽(yáng)表面拋射至行星際空間形成磁云，引起強(qiáng)烈的太陽(yáng)風(fēng)擾動(dòng)和地磁暴，從而導(dǎo)致災(zāi)害性空間天氣事件，因此理解太陽(yáng)爆發(fā)機(jī)理、進(jìn)而預(yù)測(cè)太陽(yáng)爆發(fā)是實(shí)現(xiàn)空間天氣準(zhǔn)確、定量預(yù)報(bào)的重要前提.同時(shí)，揭示太陽(yáng)爆發(fā)的機(jī)制、描述和預(yù)測(cè)太陽(yáng)爆發(fā)的過(guò)程是當(dāng)前太陽(yáng)物理與空間物理研究的重點(diǎn)、前沿內(nèi)容，也是極富挑戰(zhàn)性的難點(diǎn)問(wèn)題.利用地面和空間望遠(yuǎn)鏡多年、多波段的觀測(cè)，人們已

渡區(qū)以及最外層的日冕，磁場(chǎng)從內(nèi)到外將各個(gè)層次聯(lián)系在一起.如同大多數(shù)晚型主序恒星一樣，太陽(yáng)的磁場(chǎng)主導(dǎo)著各種與太陽(yáng)活動(dòng)相關(guān)的物理過(guò)程，無(wú)論是11 年周期的太陽(yáng)活動(dòng)周，亦或各種不同尺度的爆發(fā)事件，還是太陽(yáng)大氣的加熱過(guò)程，其源頭都是太陽(yáng)磁場(chǎng)的演化.磁場(chǎng)的演化引起了太陽(yáng)大氣中磁能的轉(zhuǎn)化和釋放，一方面以各種小尺度磁活動(dòng)的形式加熱包括日冕在內(nèi)的太陽(yáng)大氣；另一方面也引發(fā)了大尺度的太陽(yáng)爆發(fā)事件（如耀斑和日冕物質(zhì)拋射等），進(jìn)而擾動(dòng)日地空間環(huán)境.由于磁場(chǎng)與太陽(yáng)大氣的耦合，要理解

出現(xiàn)耀斑爆發(fā)或者日冕物質(zhì)拋射時(shí)，常常噴射出大量高能帶電粒子（Solar Energetic Particle，SEP），包括質(zhì)子、電子、α 粒子以及其他一些重離子。耀斑爆發(fā)或日冕物質(zhì)拋射后一段時(shí)間，在地球軌道附近可觀測(cè)到高能粒子的強(qiáng)度突然增加，即SEP 事件。由于從太陽(yáng)噴射出來(lái)的高能粒子絕大部分都是質(zhì)子，占高能粒子總數(shù)的90%以上，所以SEP 事件也稱(chēng)作太陽(yáng)質(zhì)子事件，質(zhì)子的能量范圍通常在10～100 MeV 之間[1]。一次SEP 事件通常經(jīng)由兩種加速過(guò)程

生在太陽(yáng)大氣——日冕中劇烈的能量釋放過(guò)程，主要形式是太陽(yáng)耀斑和日冕物質(zhì)拋射(CME)，本質(zhì)上是磁場(chǎng)和磁場(chǎng)、磁場(chǎng)和等離子體之間相互作用的結(jié)果。這樣的劇烈爆發(fā)過(guò)程，可能對(duì)地球周?chē)目臻g環(huán)境(space weather) 造成劇烈擾動(dòng)，對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的正常運(yùn)行帶來(lái)災(zāi)害性影響。由此可見(jiàn)，日冕作為連接太陽(yáng)和日地空間的紐帶和太陽(yáng)劇烈爆發(fā)活動(dòng)的發(fā)源地、CME 作為災(zāi)害性空間天氣的驅(qū)動(dòng)源，都具有極其特殊的重要地位。對(duì)日冕的觀測(cè)研究，仍是目前太陽(yáng)物理研究的難點(diǎn)和重點(diǎn)，如著名太陽(yáng)

ASA“過(guò)渡區(qū)和日冕探索者”（TRACE）航天器上特殊儀器拍攝的照片，顯示了太陽(yáng)的日冕環(huán)。右圖 NASA“太陽(yáng)和太陽(yáng)圈探測(cè)器”拍攝的圖像顯示，2003年11月18日，太陽(yáng)上發(fā)出創(chuàng)紀(jì)錄的耀斑。圖片來(lái)源：NASA官網(wǎng)無(wú)垠太空，恒星之多如恒河沙數(shù)，太陽(yáng)是其中最特別的一顆。因?yàn)槠渑c地球的距離適中，為人類(lèi)提供了充足但不泛濫的能源，讓人類(lèi)得以生存，仰望星空，并深入研究人類(lèi)乃至整個(gè)宇宙的演化歷史。盡管太陽(yáng)對(duì)人類(lèi)如此重要，但人類(lèi)對(duì)其內(nèi)部力學(xué)和化學(xué)成分等的了解仍然有限。美國(guó)

18 日，它穿過(guò)日冕到達(dá)太陽(yáng)表面。經(jīng)過(guò)接收并檢查數(shù)據(jù)，科學(xué)家們?nèi)缃褡C實(shí)“帕克”完成了任務(wù)。太陽(yáng)是個(gè)氣體球，由氫、氦等元素組成。當(dāng)科學(xué)家們談?wù)摗敖佑|”太陽(yáng)時(shí)，他們的意思是，“帕克”飛過(guò)了被稱(chēng)為日冕的大氣層。日冕和太陽(yáng)風(fēng)的平均溫度約為100 萬(wàn)至200 萬(wàn)開(kāi)氏度(相當(dāng)于100萬(wàn)至200萬(wàn)攝氏度)。為抵御極端條件，科學(xué)家為“帕克”精心設(shè)計(jì)了太陽(yáng)盾，它由強(qiáng)化碳復(fù)合材料制成，形狀為六角形，直徑2.3 米，厚11.4 厘米。“帕克太陽(yáng)探測(cè)器‘觸碰到太陽(yáng)’，對(duì)太陽(yáng)科學(xué)來(lái)

8日成功穿過(guò)太陽(yáng)日冕，成為人類(lèi)歷史上首個(gè)‘接觸’太陽(yáng)的航天器”。帕克探測(cè)器“接觸”太陽(yáng)該探測(cè)器于2018年發(fā)射升空，旨在觀測(cè)太陽(yáng)內(nèi)部環(huán)境，并揭示太陽(yáng)運(yùn)行機(jī)制，從而為解決一些天文學(xué)界長(zhǎng)期存在的難題提供佐證。相關(guān)成果發(fā)表，該論文以《帕克太陽(yáng)探測(cè)器進(jìn)入磁控日冕》為題。第一作者是美國(guó)密歇根天體物理學(xué)研究所教授、BWX Technologies副首席技術(shù)官賈斯汀·卡斯帕。相關(guān)論文日全食期間的日冕圖像人類(lèi)離不開(kāi)陽(yáng)光，就像離不開(kāi)空氣和水一樣。如春雨潤(rùn)物無(wú)聲，太陽(yáng)光照在維

650224)日冕物質(zhì)拋射是一種日冕物質(zhì)從太陽(yáng)日冕層向行星際空間拋射的強(qiáng)烈空間天氣現(xiàn)象[1]。由于日冕物質(zhì)拋射具有巨大的速度和能量且與背景太陽(yáng)風(fēng)在磁場(chǎng)、速度、溫度上存在差異，它在行星際空間傳播時(shí)引起太陽(yáng)風(fēng)擾動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至引起磁暴等極端空間天氣。這些會(huì)導(dǎo)致太空中的衛(wèi)星故障和數(shù)據(jù)丟失、地面電力系統(tǒng)崩潰及短波通信中斷等。為了預(yù)防日冕物質(zhì)拋射對(duì)人類(lèi)生活的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)日冕物質(zhì)拋射的預(yù)報(bào)具有重要意義，而日冕物質(zhì)拋射檢測(cè)是預(yù)報(bào)的重要前提和基礎(chǔ)。太陽(yáng)和日光層天文臺(tái)(So

650500)日冕噴流是太陽(yáng)外層大氣(日冕)中普遍存在的太陽(yáng)瞬變現(xiàn)象[1]，是沿著開(kāi)放磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的等離子體流，在不同位置和不同波段觀測(cè)到的噴流具有不同的形態(tài)學(xué)和動(dòng)態(tài)學(xué)特征[2]。近年來(lái)的研究表明，日冕噴流在分析太陽(yáng)磁場(chǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、加熱局地日冕以及加速太陽(yáng)風(fēng)等方面可能起著十分重要的作用，同時(shí)噴流經(jīng)常伴隨著耀斑、暗條和日冕物質(zhì)拋射(Coronal Mass Ejection, CME)等太陽(yáng)活動(dòng)現(xiàn)象[3]。文[4]通過(guò)隨機(jī)選擇20個(gè)X射線(xiàn)噴流和極紫外波段噴流分

corona(日冕),the sun's outermost atmosphere.By exploring the sun's corona,scientists hoped to learn why it is hundreds of times hotter than the sun's surface.They would also study what drives the solar wind.The project was proposed

條件。作為名為“日冕”（Corona）的最高機(jī)密計(jì)劃的一部分，“日冕”衛(wèi)星拍攝了一段膠片并繼續(xù)沿軌道運(yùn)行。這些圖像是否在冷戰(zhàn)時(shí)期為美國(guó)提供了重要的情報(bào)，我們不得而知，但50多年后，事實(shí)證明它們對(duì)威斯康星大學(xué)麥迪遜分校森林和野生動(dòng)物生態(tài)學(xué)教授Volker Radeloff而言至關(guān)重要，Volker Radeloff教授利用這些圖像研究了土地利用方式隨時(shí)間的變化規(guī)律。衛(wèi)星曾拍攝的區(qū)域現(xiàn)在橫跨俄羅斯與拉脫維亞共和國(guó)之間的邊界，Radeloff及其同事想了解為何該

corona （日冕）， the suns outermost atmosphere.By exploring the suns corona， scientists hoped to learn why it is hundreds of times hotter than the suns surface. They would also study what drives the solar wind.The project was proposed

動(dòng)？你有一份完整日冕磁場(chǎng)圖待查看從發(fā)射探測(cè)器到捕捉高清太陽(yáng)表面圖像.科學(xué)家們對(duì)太陽(yáng)的研究可從沒(méi)停止過(guò)。如果能預(yù)測(cè)太陽(yáng)磁場(chǎng)的常規(guī)變化，搞清楚太陽(yáng)的周期活動(dòng)，那么我們就可以盡可能降低因太陽(yáng)磁場(chǎng)爆發(fā)對(duì)衛(wèi)星和電網(wǎng)造成的破壞。發(fā)表在Science的一項(xiàng)研究中.研究者們通過(guò)近紅外成像光譜測(cè)量日冕中的電子密度和磁流體動(dòng)力波速。結(jié)臺(tái)這些測(cè)量結(jié)果，他們獲得了日冕磁場(chǎng)的全球性分布圖，這也是首張完整的日冕磁場(chǎng)圖。在這張圖像上.彩色的條紋顯示了日冕磁場(chǎng)的強(qiáng)度。而持續(xù)監(jiān)測(cè)日冕磁場(chǎng)，

光球?qū)?、色球?qū)雍?span id="j5i0abt0b" class="hl">日冕。顧名思義，光球?qū)泳褪前l(fā)光的部分，也是我們?nèi)庋勰芸吹降奶?yáng)最深處。光球?qū)蛹s有500千米厚，平均溫度超過(guò)6000攝氏度，許多太陽(yáng)表面活動(dòng)，像米粒組織、太陽(yáng)黑子都在這里發(fā)生。太陽(yáng)結(jié)構(gòu)圖色球?qū)游挥诠馇驅(qū)拥纳戏?，它就像是沸騰的光球?qū)訃姙R出來(lái)的物質(zhì)，看起來(lái)呈橘色，平均厚度約為2000千米，溫度在6000～20000攝氏度之間，由于它的密度比光球?qū)有?，發(fā)出的光僅為光球?qū)拥那Х种弧?span id="j5i0abt0b" class="hl">日冕是太陽(yáng)最外面的大氣層，它從色球?qū)娱_(kāi)始向外延伸達(dá)億萬(wàn)千米，溫度在1

650224)日冕物質(zhì)拋射(Coronal Mass Ejection，CME)是等離子體從太陽(yáng)的日冕層噴射到行星際空間的一種動(dòng)態(tài)事件。它在20世紀(jì)70年代早期的天空實(shí)驗(yàn)室(Skylab)任務(wù)中被首次觀測(cè)到，是源自太陽(yáng)的最大和最具活力的爆發(fā)現(xiàn)象，并且可以通過(guò)白光日冕儀在延伸的日冕中觀察到[1]。由于日冕物質(zhì)拋射是一種巨大的磁化等離子體噴發(fā)，因此，它能以高達(dá)每秒數(shù)千千米的速度傳播[2]。鑒于這種爆發(fā)活動(dòng)引發(fā)的太陽(yáng)高能粒子事件和地磁暴會(huì)影響航空安全、衛(wèi)星運(yùn)行

000攝氏度，而日冕（太陽(yáng)大氣最外層）可達(dá)上百萬(wàn)攝氏度。2012年，日冕加熱問(wèn)題被《科學(xué)》雜志列為當(dāng)代天文學(xué)八大未解之謎。北京大學(xué)田暉教授課題組及其國(guó)際合作伙伴日前在《科學(xué)》雜志在線(xiàn)發(fā)表論文說(shuō)，研究發(fā)現(xiàn)，從太陽(yáng)內(nèi)部上浮到太陽(yáng)大氣中的一種小尺度磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，接觸到磁場(chǎng)極性與之相反的強(qiáng)磁場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)組織時(shí)，會(huì)產(chǎn)生“磁重聯(lián)”現(xiàn)象，將低層大氣中的物質(zhì)加速向外拋出，形成被稱(chēng)為“針狀物”的毛刺狀噴流?！按胖芈?lián)”是等離子體中的一種物理過(guò)程，可釋放巨大能量，在太陽(yáng)耀斑、日冕物質(zhì)拋射

陽(yáng)大氣層最外層的日冕溫度則高達(dá)上百萬(wàn)攝氏度，“帕克”如何耐受得住太陽(yáng)之火而不被燒化呢？美國(guó)國(guó)家航空航天局說(shuō)，盡管日冕溫度高得驚人，但因?yàn)槲镔|(zhì)密度低，可導(dǎo)熱粒子稀少，對(duì)航天器的影響實(shí)際上并沒(méi)有想象中那么大——這就好像手在熱烤箱里能比在熱水里堅(jiān)持更長(zhǎng)時(shí)間。按照他們的計(jì)算，“帕克”進(jìn)入日冕后，面向太陽(yáng)的那一面僅會(huì)被加熱到約1400攝氏度，盡管這個(gè)溫度也足以讓鐵熔化。更重要的是，“帕克”面向太陽(yáng)的一面裝有厚約11.4厘米的防熱罩，由輕質(zhì)碳復(fù)合泡沫制成，表面涂有白色

000攝氏度，而日冕（太陽(yáng)大氣最外層）可達(dá)上百萬(wàn)攝氏度。2012年，日冕加熱問(wèn)題被《科學(xué)》雜志列為當(dāng)代天文學(xué)八大未解之謎。北京大學(xué)田暉教授課題組及其國(guó)際合作伙伴日前在《科學(xué)》雜志在線(xiàn)發(fā)表論文說(shuō)，研究發(fā)現(xiàn)，從太陽(yáng)內(nèi)部上浮到太陽(yáng)大氣中的一種小尺度磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，接觸到磁場(chǎng)極性與之相反的強(qiáng)磁場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)組織時(shí)，會(huì)產(chǎn)生“磁重聯(lián)”現(xiàn)象，將低層大氣中的物質(zhì)加速向外拋出，形成被稱(chēng)為“針狀物”的毛刺狀噴流?！按胖芈?lián)”是等離子體中的一種物理過(guò)程，可釋放巨大能量，在太陽(yáng)耀斑、日冕物質(zhì)拋射

代創(chuàng)建了太陽(yáng)風(fēng)、日冕等系統(tǒng)理論。太陽(yáng)風(fēng)、日冕是什么呢？為什么這么重要？日冕是太陽(yáng)大氣的最外層，像太陽(yáng)的熱氣，從太陽(yáng)表面向四周散發(fā)，可以延綿至數(shù)百萬(wàn)公里之外。日冕自身比較暗，因此我們平?？床坏剿?，就像燈泡，我們只看到耀目的光，卻看不到它散發(fā)的熱氣。只有日全食時(shí)，月亮擋住了太陽(yáng)，日冕的光芒才會(huì)顯露出來(lái)。日冕像一層輕薄的細(xì)紗，甚至像漂亮的花邊，給太陽(yáng)周?chē)狭艘蝗?，花紋有的像指紋，有的像小鳥(niǎo)的羽毛。貌似柔弱的日冕實(shí)際上火爆異常，溫度高達(dá)1 000 000℃～2

似一個(gè)大火爐，而日冕層的溫度高達(dá)幾百萬(wàn)攝氏度。想象一下，你現(xiàn)在正坐在一個(gè)大火爐旁邊，越靠近火爐是否感覺(jué)越熱？但在太陽(yáng)日冕層處，情況恰好相反，當(dāng)你穿過(guò)日冕層，離太陽(yáng)越近，反而會(huì)覺(jué)得變冷了。這是為什么？日常生活中，我們常常將溫度和熱量混為一談，認(rèn)為熱量越大，溫度越高。但其實(shí)，這是兩個(gè)不同的概念。溫度代表物體的冷熱程度，和物體內(nèi)部分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)有關(guān)，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，溫度越高。而熱量則是運(yùn)動(dòng)的分子傳輸?shù)目偰芰?。在太?yáng)日冕層處，大氣非常稀薄，分子數(shù)量很少，所以，盡

類(lèi)歷史上首次穿越日冕“觸摸”太陽(yáng)的逐日之旅。人類(lèi)的探測(cè)器已經(jīng)造訪(fǎng)太陽(yáng)系8大行星和它們的一些衛(wèi)星，以及其他的彗星、矮行星，小行星等，對(duì)于太陽(yáng)系之王當(dāng)然更不能忽視了。不過(guò)，由于太陽(yáng)實(shí)在是太熱了，太陽(yáng)探測(cè)器只能在不太近的距離對(duì)其進(jìn)行探測(cè)，還有不少太陽(yáng)觀測(cè)衛(wèi)星也先后發(fā)射升空，對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行觀測(cè)。下面就介紹其中一些有代表性的。 7.過(guò)渡區(qū)與日冕探測(cè)器過(guò)渡區(qū)與日冕探測(cè)器（TRACE）是NASA于1998年4月發(fā)射的一顆太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星。日冕是太陽(yáng)大氣的最外層，厚度達(dá)到幾百萬(wàn)千

因?yàn)檫@可能是太陽(yáng)日冕處于非?；钴S狀態(tài)時(shí)的圖像。也許當(dāng)時(shí)發(fā)生了日冕物質(zhì)拋射?！?span id="j5i0abt0b" class="hl">日冕物質(zhì)拋射是在太陽(yáng)耀斑的作用下，巨型等離子云盤(pán)旋轉(zhuǎn)逃脫太陽(yáng)表面的現(xiàn)象?！拔覀儗?duì)巖石雕刻進(jìn)行了具體解釋?zhuān)贿^(guò)這個(gè)解釋也過(guò)于武斷，我們需要確切的證據(jù)來(lái)證實(shí)?！辈贿^(guò)，馬勒維爾明白這確實(shí)是一個(gè)有待于證實(shí)的假設(shè)。what is known as a coronal mass ejection.”That’s when a giant cloud of plasma spirals off

的推進(jìn)作用。抵達(dá)日冕加熱的第一現(xiàn)場(chǎng)帕克太陽(yáng)探測(cè)器將深入到在日冕加熱和太陽(yáng)風(fēng)加速真正發(fā)生的地方，通過(guò)觀測(cè)尋找日冕反常高溫的原因。1958年，太陽(yáng)風(fēng)的發(fā)現(xiàn)者尤金·帕克博士提出，由于日冕底部的高溫，日冕中存在著比較大的壓強(qiáng)梯度力，使太陽(yáng)大氣中的等離子體逃脫了太陽(yáng)引力的束縛，被逐漸加速并最終達(dá)到超音速，形成了太陽(yáng)風(fēng)。這一理論與當(dāng)時(shí)學(xué)者們普遍接受的太陽(yáng)靜止大氣理論相矛盾，因此一開(kāi)始并沒(méi)有被廣泛接受。然而，當(dāng)人類(lèi)擁有了航天發(fā)射能力后，蘇聯(lián)的“月球1號(hào)”和美國(guó)的“探測(cè)者

類(lèi)歷史上首次穿越日冕“觸摸”太陽(yáng)的逐日之旅。速度最快，距離太陽(yáng)最近“帕克”是以曾提出太陽(yáng)風(fēng)存在的美國(guó)物理學(xué)家尤金·帕克的名字命名的。它重約635千克，大小如同一輛小汽車(chē)?！芭量恕笔褂卯?dāng)前世界上推力最大火箭之一“德?tīng)査簟卑l(fā)射，所用發(fā)射能量是前往火星的55倍。上天后，“帕克”將打破人造物體的飛行速度紀(jì)錄——在最接近太陽(yáng)時(shí)，1小時(shí)就能飛70萬(wàn)千米?！芭量恕鳖A(yù)定工作壽命為7年，其間將環(huán)繞太陽(yáng)24圈，最終將飛至距太陽(yáng)表面約610萬(wàn)千米的最近點(diǎn)，只有不到10個(gè)太陽(yáng)半

類(lèi)歷史上首次穿越日冕“觸摸”太陽(yáng)的逐日之旅。速度最快，距離太陽(yáng)最近“帕克”是以曾提出太陽(yáng)風(fēng)存在的美國(guó)物理學(xué)家尤金·帕克的名字命名的。它重約635千克，大小如同一輛小汽車(chē)?！芭量恕笔褂卯?dāng)前世界上推力最大火箭之一“德?tīng)査簟卑l(fā)射，所用發(fā)射能量是前往火星的55倍。上天后，“帕克”將打破人造物體的飛行速度紀(jì)錄——在最接近太陽(yáng)時(shí)，1小時(shí)就能飛70萬(wàn)千米?！芭量恕鳖A(yù)定工作壽命為7年，其間將環(huán)繞太陽(yáng)24圈，最終將飛至距太陽(yáng)表面約610萬(wàn)千米的最近點(diǎn)，只有不到10個(gè)太陽(yáng)半

月日全食時(shí)暗淡的日冕結(jié)構(gòu)。影像中可清楚看到交織在日冕里的熾熱氣體、磁場(chǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜的層狀和焦散流線(xiàn)結(jié)構(gòu)，還可見(jiàn)到從太陽(yáng)臨邊伸展出去的粉紅環(huán)狀日珥。2 滿(mǎn)相地球2017年8月21日，當(dāng)運(yùn)行到月球近面上方時(shí)，“月球探勘”號(hào)轉(zhuǎn)身眺望明亮滿(mǎn)相的地球，并用它的窄視角相機(jī)拍下了這幅美麗地球的清晰影像。3 “好奇”號(hào)的自拍這張自拍照片是由數(shù)幅較小的影像組合而成的，除了呈現(xiàn)這部富有冒險(xiǎn)精神的火星車(chē)之外，還記錄了層狀的黝黑巖石、擁有淡色峰頂?shù)南钠丈胶蜔o(wú)處不在的銹紅色的火星沙土。

一特定時(shí)間，借助日冕儀，我們才可能看到平常被強(qiáng)烈日光掩蓋的日冕層。日冕層是太陽(yáng)最著名的大氣結(jié)構(gòu)，溫度可超100萬(wàn)攝氏度，被稱(chēng)為“太陽(yáng)的呼吸”。日冕是太陽(yáng)風(fēng)的來(lái)源，特別是“日冕物質(zhì)噴射”通過(guò)不規(guī)則的能量噴發(fā)，對(duì)衛(wèi)星和地球都會(huì)產(chǎn)生影響。因此，日冕永遠(yuǎn)是日食期間觀測(cè)的重點(diǎn)。比利時(shí)皇家天文臺(tái)Proba-3望遠(yuǎn)鏡首席研究員安德瑞·楚科夫解釋說(shuō)，地面日冕儀因受偏光影響，觀察視野嚴(yán)重受限，“雜光和散光是儀器內(nèi)的輕微污染，在日冕儀內(nèi)的遮光盤(pán)周?chē)茉斐晒饩€(xiàn)變形?！碑?dāng)然可以通

對(duì)伴隨日食出現(xiàn)的日冕現(xiàn)象有了深入的了解。16世紀(jì)的法國(guó)是一個(gè)宗教教義與迷信思想難以和諧共存的社會(huì)，自然界中被探測(cè)到的不尋常事件均被認(rèn)為具有隱秘的含義。當(dāng)時(shí)的人們認(rèn)為，像日全食這樣的另類(lèi)事件肯定蘊(yùn)藏著某種奧秘。正是在這種社會(huì)背景下，皇后凱瑟琳·德·梅第奇(Catherine de Medici)的宮廷畫(huà)家安托萬(wàn)·卡隆(Antoine Caron)通過(guò)繪畫(huà)對(duì)日食場(chǎng)景進(jìn)行了描繪（如圖所示）。如今，該作品收藏于洛杉磯保羅·蓋蒂博物館，標(biāo)題為《最高法院法官狄俄尼索斯

海264209)日冕是很多太陽(yáng)物理現(xiàn)象的發(fā)生地，也是影響近地空間環(huán)境和驅(qū)動(dòng)日地空間災(zāi)害性天氣的主要推手.如日冕物質(zhì)拋射(Coronal mass ejection，CME)是太陽(yáng)表面最劇烈的大尺度爆發(fā)過(guò)程之一，特別是CME朝向地球傳播時(shí)，將會(huì)引起地磁暴、電離層暴以及極光等地球物理效應(yīng)[1].深入分析日冕演化和爆發(fā)過(guò)程對(duì)太陽(yáng)物理研究和空間天氣預(yù)報(bào)都至關(guān)重要.對(duì)日冕的空間觀測(cè)研究始于20世紀(jì)70年代，多個(gè)衛(wèi)星平臺(tái)攜帶的日冕儀得到了很多重大發(fā)現(xiàn)[2－3].目前，

爾物理學(xué)獎(jiǎng)。太陽(yáng)日冕溫度奇高的謎團(tuán)我們平時(shí)看見(jiàn)的太陽(yáng)，是太陽(yáng)光球?qū)?。即使利用天文望遠(yuǎn)鏡，我們也看不到太陽(yáng)光球?qū)右詢(xún)?nèi)的太陽(yáng)部分，這些不可觀測(cè)的區(qū)域被稱(chēng)為太陽(yáng)內(nèi)部，它由里向外依次是核反應(yīng)區(qū)、輻射區(qū)和對(duì)流區(qū)。在太陽(yáng)光球?qū)拥耐饷?，依次是色球?qū)雍?span id="j5i0abt0b" class="hl">日冕層，這兩個(gè)層次與太陽(yáng)光球一起構(gòu)成太陽(yáng)的外層大氣。平時(shí)，色球?qū)雍?span id="j5i0abt0b" class="hl">日冕層不能被人眼直接看見(jiàn)，因?yàn)?，與太陽(yáng)光球?qū)颖容^，它們的光輻射非常微弱，日冕層的可見(jiàn)光輻射只有光球?qū)拥募s百萬(wàn)分之一。如果發(fā)生日全食，明亮的光球被遮擋，此時(shí)，人

陽(yáng)外層大氣層——日冕上降落到太陽(yáng)表面。因此，太陽(yáng)上下的雨又被稱(chēng)為“日冕雨”?！?span id="j5i0abt0b" class="hl">日冕雨滴”每一滴都有一個(gè)島嶼那么大，當(dāng)成千上萬(wàn)的“日冕雨滴”灑落下來(lái)時(shí)，對(duì)太陽(yáng)來(lái)說(shuō)就像是在下一場(chǎng)“傾盆大雨”。日冕雨的形成過(guò)程與地球上的成雨過(guò)程極為類(lèi)似。如果太陽(yáng)大氣條件合適，熾熱而稠密的等離子云會(huì)自然冷卻、凝結(jié)，最終以日冕雨滴的形式降落到太陽(yáng)表面上。大量的研究表明，雨的確以某種形式存在于太陽(yáng)上。2014年6月24日，樸次茅斯召開(kāi)的國(guó)家天文大會(huì)上，國(guó)際研究小組對(duì)日冕雨的形成提出了

能成為耀斑爆發(fā)和日冕物質(zhì)拋射的來(lái)源，其中日冕物質(zhì)拋射即太陽(yáng)日冕中的帶電粒子瞬時(shí)向外噴射的現(xiàn)象。太陽(yáng)活動(dòng)中最劇烈的類(lèi)型被稱(chēng)為X 級(jí)耀斑，該級(jí)別的耀斑威力非常強(qiáng)大，如果直接到達(dá)地球，會(huì)引起地球電離層的輻射風(fēng)暴，干擾無(wú)線(xiàn)電通信信號(hào)，使得短波衰弱甚至完全中斷。問(wèn)：那么這次出現(xiàn)的地磁暴是什么樣的？答：位于科羅拉多州博爾德市的空間天氣預(yù)測(cè)中心的主管托馬斯·伯杰指出，此次X級(jí)耀斑并沒(méi)有像想象的那樣引起“大事件”。在一個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周期內(nèi)，這種級(jí)別的地磁暴可能會(huì)出現(xiàn)100至2

云南天文臺(tái)選址和日冕觀測(cè)團(tuán)組 劉 煜國(guó)內(nèi)首架日冕儀落戶(hù)云南麗江□ 云南天文臺(tái)選址和日冕觀測(cè)團(tuán)組 劉 煜首架日冕儀落戶(hù)麗江高美古日冕儀的重要功能是通過(guò)人造日食的巧妙方式來(lái)直接觀測(cè)太陽(yáng)最外層大氣——日冕層。借助日冕儀，人們?cè)诔Ｒ?guī)太陽(yáng)觀測(cè)條件下就可以欣賞美麗的日冕以及壯麗的日冕爆發(fā)過(guò)程。我們的前輩自上世紀(jì)50年代末就開(kāi)始了針對(duì)日冕觀測(cè)址點(diǎn)的不斷考察，但遺憾的是一直未能尋找到理想的候選點(diǎn)。隨著近幾年我國(guó)西部太陽(yáng)選址工作的不斷深入，我們選址科考隊(duì)得到了一批頗有價(jià)值的

650500)日冕波和日冕結(jié)構(gòu)的相互作用*趙 麗，梁紅飛(云南師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院，云南 昆明 650500)日冕波自從被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，關(guān)于它是不是真正的波一直是太陽(yáng)物理學(xué)界的熱門(mén)話(huà)題，直到現(xiàn)在還沒(méi)有一致的結(jié)論。2011年8月4日，太陽(yáng)動(dòng)力學(xué)天文臺(tái)(Solar Dynamics Observatory, SDO)利用19.3 nm波段觀測(cè)到一個(gè)日冕波，通過(guò)對(duì)這個(gè)日冕波的研究，發(fā)現(xiàn)日冕波在傳播過(guò)程中和一些日冕結(jié)構(gòu)發(fā)生了相互作用，當(dāng)日冕波遇到暗條通道時(shí)，一

蹤著這時(shí)存在一個(gè)日冕激波，這個(gè)激波比射電精細(xì)結(jié)構(gòu)約晚8 min。日冕激波之后大約54 min，在6∶30∶30 UT，大視角分光日冕儀(LASCO)的C2號(hào)探測(cè)器，在2.93 Rs(太陽(yáng)半徑)高度處觀測(cè)到一個(gè)日冕物質(zhì)拋射，其線(xiàn)性速度約265 km/s。假設(shè)II型爆發(fā)來(lái)源于等離子體輻射，用Newkirk模型［2］可以估算出57 MHz輻射源高度約1.7 Rs，如果日冕物質(zhì)拋射以265 km/s的速度從1.7 Rs傳播到2.93 Rs需要約50 min，與54

100012)日冕物質(zhì)拋射(CME)是太陽(yáng)大氣觀測(cè)中最顯著的現(xiàn)象，其發(fā)生的空間尺度很大，對(duì)行星際(IP)空間的影響很強(qiáng)，大尺度CME發(fā)生時(shí)常常伴生一些射電爆發(fā)現(xiàn)象，許多有關(guān)太陽(yáng)的現(xiàn)象都被認(rèn)為與CME有直接或間接關(guān)系，如太陽(yáng)耀斑、日珥、在日冕和行星際產(chǎn)生和傳播的激波以及地磁暴等。有關(guān)伴隨CME的現(xiàn)象可以在多種多樣的電磁輻射中觀測(cè)到，從微波到千米波的射電觀測(cè)可以跟蹤C(jī)ME從開(kāi)始到行星際傳播的過(guò)程［1－5］。自SKYLAB、SMM衛(wèi)星和LASCO/SOHO觀測(cè)

俄羅斯研制的“日冕-光子”(Koronas-Foton)太陽(yáng)觀測(cè)衛(wèi)星據(jù)俄羅斯《觀點(diǎn)報(bào)》2010年7月1日?qǐng)?bào)道,俄羅斯著名航天專(zhuān)家7月1日宣布,俄羅斯已經(jīng)啟動(dòng)一項(xiàng)能夠近距離全面研究太陽(yáng)活動(dòng)情況的“內(nèi)太陽(yáng)探測(cè)”航天器研制項(xiàng)目,計(jì)劃在2015年以后借助聯(lián)盟-2 運(yùn)載火箭發(fā)射一顆獨(dú)特衛(wèi)星,進(jìn)入日冕附近,在非常接近太陽(yáng)表面的地方進(jìn)行科研活動(dòng),此前任何國(guó)家都還未能對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行過(guò)如此近距離的研究。“內(nèi)太陽(yáng)探測(cè)”衛(wèi)星將由跨軌艙、各種功能保障服務(wù)系統(tǒng)和設(shè)備、隔熱防護(hù)板和發(fā)動(dòng)機(jī)

分為光球、色球和日冕．光球是可以用白光觀測(cè)的太陽(yáng)表面（厚度僅５００ ｋｍ左右），我們所接收到的太陽(yáng)能量基本上是從光球發(fā)出的（如圖１）．色球位于光球之上，它是由早期日全食觀測(cè)者發(fā)現(xiàn)的，只有在日全食的短暫時(shí)刻，觀測(cè)者才能用肉眼看到這一層非常美麗的玫瑰紅的閃光（如下頁(yè)圖２）．日冕是太陽(yáng)大氣的最外層，延伸到幾個(gè)太陽(yáng)半徑處，在發(fā)明日冕儀以前，人們只能在日全食時(shí)觀測(cè)到日冕（如下頁(yè)圖３）．日冕的溫度很高，達(dá)百萬(wàn)度，日冕的加熱之謎一直是懸而未決的重大問(wèn)題．■太陽(yáng)活動(dòng)太陽(yáng)活