dette spørgsmål rammer et af de mest aktive områder i den nuværende astronomiskeforskning. Ikke overraskende skrev flere forskere ind for at give deres svar.
David VanBlerkom, en professor i astronomi på University of Massachusetts atAmherst, giver et godt overblik, fokus på den anden del af forespørgslen:
“Det faktum, at den region i den yderste periferi af solens atmosfære er i millioner ofdegrees mens temperaturen i underlyingphotosphere er kun 6.000 kelvin (°C. over det absolutte nulpunkt) er quitenonintuitive., Man ville have forventet en gradvis afkøling, da man bevæger sig væk fraden centrale varmekilde. Et relateret spørgsmål er hvorfor, hvis koronaen er så varm, detopvarmer ikke fotosfæren, før den har en lige så høj temperatur.
“Jeg vil behandle disse spørgsmål i omvendt rækkefølge. Lad os først spørge hvad detbetyder for en gas at have en høj temperatur. Svaret er, at temperaturen er enmåling af gasatomernes gennemsnitlige kinetiske energi, det vil sige et mål for hvordanhurtigt bevæger de sig. En høj temperaturgas har atomer med et større gennemsnithastighed end en lav temperaturgas med samme sammensætning., Vi udleder således, at atomerne i koronaen bevæger sig meget hurtigere end dem i fotosfæren.
“for at koronaen skal få den fotosfæriske temperaturstigning, denkoronale gas skal få de fotosfæriske atomer til at bevæge sig hurtigere. Det kunne gøre det ved at kollidere og blande med den køligere gas og dermed overføre noget af sin kineticenergy. En anden måde er også mulig: ved en temperatur på millioner af grader er gassen i koronaen stærkt ioniseret, det vil sige elektroner fjernes franeutrale atomer og bevæger sig frit., Fordi elektroner er tusindvis af gange mindremassive end atomer, de varme elektroner har meget høje hastigheder. Disse elektronerkunne rejse ind i den fotosfæriske gas og kolliderer med atomerne der igen og øge deres hastigheder. Disse to varmemekanismer kaldes konvektionog henholdsvis ledning.
“en gas på millioner af grader udstråler også energi; meget af det udsendes iform af meget højenergi røntgenfotoner. Røntgenfotoner, der rammer ifotosfæren kunne også overføre energi til gasatomerne der. Denne opvarmningsmekanisme er stråling.,
“men de tre traditionelle opvarmningsmetoder hæver ikke fotosfærisketemperatur af en simpel grund. Antag, at man som et tankeeksperiment havde atermometer, der kunne måle temperaturer på millioner af grader og placere deti koronaen. For at foretage en temperaturmåling skal koronale atomer ellerelektroner ramme termometeret, eller røntgenfotoner skal påvirke det. Thecorona har imidlertid en så lav densitet, at termometeret næsten aldrig vil væreDet. Så mens termometeret teknisk set sidder i en gas,der er på 2.000.000 kelviner,ved det ikke det., Gassen har en høj temperatur, men en lavvarmeindhold. Der er bare ikke nok atomer til at opvarme vores hypotetisketermometer eller den underliggende fotosfære.
“spørgsmålet om hvorfor koronaen har en så høj temperatur er sværere atforklare, og sandsynligvis er det sidste ord på den fysiske mekanisme endnu ikke væretgivet. De fleste astronomer antager, at gassen opvarmes af magnetfeltetgennemvader koronaen. Det solmagnetiske felt har længe været kendt for at forårsagesolfletcyklus, og den fysiske form og aktivitet i koronaen varierer også medsolfletcyklussen., Magnetfelter er kendt for at kunne overføre store mængderaf energi til solatmosfæren, nogle gange eksplosivt som i fakler. Hugemagnetiske sløjfer kan ses at stige langt ind i koronaen, og det er ret plausibelt, at Solens magnetfelt er den ultimative kilde til fysisk opvarmning af Corona.”
Vic pi..o af rummet Miljøcenter i Boulder, Colo.,, gentager, hvor mystisk denne proces er:
“den præcise mekanisme, hvormed koronaen, der ligger over soloverfladen, opvarmes til temperaturer på en til to millioner kelviner, forbliver et af de fremstående problemer med solfysik. Det har længe været mistanke om, at turbulentmotions i de lavere solar atmosfære formeres udad som bølger i someform, som i sidste ende stød den tynde atmosfære, som er over overfladen (thephotosphere). Stødene spreder derved mekanisk energi i bølgerne somvarme., Når magnetfeltlinjer forbindes igen, frigiver de energi; nogle forskeremistanke om, at fine magnetiske forbindelser over solens overflade giver energi til at opvarme koronaen.
” uanset årsagen lækker noget varme faktisk tilbage mod soloverfladen,men den samlede mængde energi, der transporteres, er virkelig ret lille og kan ikke hæve den fotosfæriske temperatur meget. Årsagen til dette erekstremt hurtigt fald af massetæthed med højde over soloverfladen.Det vil sige, selvom materialet i koronaen er meget varmt, er det også megetopmærksom., Således spredes energien, der transporteres tilbage mod overfladen, til en stadigt stigende masse af materiale, da den arbejder sig ned, mens den varmetransporterede udad let spredes i rummets vakuum. “
Leo Connolly, formanden for institut for fysik på California StateUniversity, San Bernardino, tilføjer følgende oplysninger:
“Du har ret i, at corona blive meget varmere end photosphereof solen. Fotosfæren er det ydre lag af solen, der producerersynligt lys vi modtager., Corona er et stort, tyndt lag af gas, hvisstruktur styres af Solens magnetfelt. Gassen i corona erFaktisk undslippe fra solen, der danner solvinden.
” hvad accelererer atomerne af gas til høj hastighed og temperatur icorona? Det er sandsynligt,at Solens magnetfelt giver den nødvendige energi, men mekanismen er dårligt forstået. Ved fotosfæren er temperaturen omkring 6.000 kelviner., Regionen af interesse er over toppen af fotosfæren, hvor temperaturen faktisk falder (til omkring 4.500 kelviner på et niveau på 500kilometer over fotosfæren). Ved 1.500 kilometer starter temperaturen tilstøve og med 10.000 kilometer over fotosfæren når temperaturen enmillion kelvins. Mellem 1.500 kilometer fra toppen af fotosfæren og10.000 kilometer er en region kaldet ‘overgangs zoneone’, hvor teatomer accelereres., Koronaen starter på 10.000 kilometer og strækker sig ud til omkring 10 millioner kilometer, hvor gassen endelig undslipper solens tyngdekraft ogbliver en del af solvinden.
“Vi ved, at atomer, strippet af en eller flere elektroner, er fanget afmagnetiske felter og bevæger sig langs feltlinierne. Men hvad får disse atomer til at værecelereret, der producerer koronaens høje temperaturer, forstås ikke.Alt, hvad vi ved, er, at det bestemt forekommer i overgangs zoneonen.”
Sidst men ikke mindst, JayM. Pasachoff, formand for Institut for astronomi ved Collegeilliams College iililliamsto .n, masse.,, tilbyder et perspektiv på nogle af de nuværende forsøg(herunder hans egne) på at løse solkoronaens Gåde:
“en af de gode ting ved astronomi er, at spørgsmål, der simpelthen er formuleret, ofte viser sig at være dybe. Den måde, hvorpå solkoronaen eropvarmet til millioner af grader Celsius, er et af de vigtige uløste problemeraf astrofysik. Jeg har udført eksperimenter under en række samlede solareclipses for at løse spørgsmålet, og der har været meget teoretisk arbejde i dette område for nylig., Problemet var meget rettet mod en NATO Advanced ResearchWorkshop på Observationelle og Teoretiske Problemer, der er Relateret til Solar Eclipses,der blev afholdt i Bukarest, Rumænien i den første uge af juni 1996; sagen det værksted vil være til rådighed i et år eller to.
“grundlæggende kan man ikke tage højde for opvarmning af koronaen med en radiativ strøm, så vi tror, at koronaen opvarmes af en slags magnetohydrodynamisk (MHD)bølge, der strømmer ud af lavere niveauer af solen., Billeder af solen i den farultraviolet og i X-stråler (erhvervet senest fra Solar and Heliospheric Observatoryspacecraft, den Yohkoh satellit, ogkommissionens NIXT raketter) vis, at opvarmning af koronaen er lokaliseret i sol aktive regioner, som indicatesthe vigtig rolle, der spilles af det magnetiske felt. Der er måske et dusinspecifikke modeller, der er blevet foreslået at tage højde for den høje temperatur af corona. Disse modeller involverer MHD-bølger med hurtig tilstand, MHD-bølger med langsom tilstand, Alfrenwaaves osv., Den ældre ide om, at akustiske bølger strømmer ud af lavere niveauervarmer koronaen blev forladt i 1970 ‘erne, da det kredsende Solobservatorie8 rumfartøj ikke så sådanne bølger i kromosfæren, laget lige overfotosfæren (den tilsyneladende’ overflade ‘ af solen i synligt lys). Det forblivermuligt, at nogle akustiske bølger kan dannes på højere niveauer.,
“Mit arbejde på den koronale varme problem er sammenfattet i mit kapitel’Measurements af 1-Hz koronale svingninger i de samlede eclipses og theirimplications for koronale varme,’ i Mekanismer Chromospheric og CoronalHeating (Proceedings of Heidelberg-Konferencen), redigeret af P. Ulmschneider, E. R. Præst og R. Rosner (Springer-Verlag, 1991). Bogen indeholder også mangeandre teoretiske og observational papirer.