Dette spørsmålet treffer på en av de mest aktive områdene i gjeldende astronomicalresearch. Ikke overraskende, flere forskere skrev i å gi sine svar.
David VanBlerkom, professor i astronomi ved University of Massachusetts atAmherst, gir en fin oversikt, og fokuserer på den andre delen av spørringen:
«Det faktum at den ytterste delen av solas atmosfære er i millioner ofdegrees mens temperaturen på underlyingphotosphere er bare 6,000 kelvins (grader C. over absolutt null) er quitenonintuitive., Ville man ha forventet en gradvis avkjøling som en beveger seg bort suge sentral varmekilde. Et beslektet spørsmål er derfor, hvis corona er så varmt, itdoes ikke varme opp photosphere til det har en like høy temperatur.
«jeg vil ta opp disse spørsmålene i omvendt rekkefølge. La oss først spørre hva itmeans for en gass for å ha en høy temperatur. Svaret er at temperaturen er ameasure av den gjennomsnittlige kinetiske energien av gass atomer, som er et mål på howfast de er i bevegelse. En høy temperatur gass har atomer med en større averagevelocity enn en lav temperatur gass med samme sammensetning., Vi dermed konkludere thatthe atomer i corona beveger seg mye raskere enn de i thephotosphere.
«for corona å gjøre photospheric temperaturen stige, thecoronal gass må føre til at photospheric atomer til å bevege seg raskere. Det kunne gjøre det bycolliding og blande seg med kjøligere gass og dermed overføre noen av sine kineticenergy. En annen måte er også mulig: ved en temperatur På mange millioner grader,gassen i koronaen er sterkt ionisert, som er elektronene er strippet offneutral atomer og bevege seg fritt., Fordi elektroner er tusenvis av ganger lessmassive enn atomer, varme elektroner har svært høye hastigheter. Disse electronscould reise til photospheric gass og kolliderer med atomene det, againincreasing sin fart. Disse to oppvarming mekanismer kalles convectionand ledningsforstyrrelser, henholdsvis.
«En gass ved flere millioner grader også utstråler energi; mye av det som slippes ut i form av svært høy-energy x-ray fotoner. X-ray fotoner impinging på thephotosphere kan også overføre energi til gass atomer det. Dette heatingmechanism er stråling.,
«Men de tre tradisjonelle metoder for oppvarming ikke øke photospherictemperature for en enkel grunn. Anta, som en tanke-eksperiment, og en måtte athermometer som kan måle temperaturer på flere millioner grader og plassert itin corona. For å gjøre en temperaturmåling, den koronale atomer orelectrons må slå på termometeret, eller x-ray fotoner må støte på det. Thecorona, men har en så lav tetthet at termometeret vil nesten aldri behit. Så mens termometeret er teknisk sitter i en gass som er at2,000,000 kelvins, det vet ikke det., Gassen har en høy temperatur, men en lowheat innhold. Det er bare ikke nok atomer rundt for å varme våre hypotheticalthermometer eller underliggende photosphere.
«spørsmålet om hvorfor corona har en så høy temperatur at det er vanskeligere å toexplain, og sannsynligvis den siste ordet på den fysiske mekanismen er ennå ikke beengiven. De fleste astronomer anta at gass er oppvarmet av det magnetiske feltet thatpervades corona. Solens magnetfelt har lenge vært kjent for å forårsake thesunspot syklus, og den fysiske formen og aktivitet i corona, varierer også med solflekksyklus., Magnetiske felt er kjent for å være i stand til å overføre store amountsof energi til solens atmosfære, noen ganger eksplosivt som i fakkel. Hugemagnetic løkker kan sees å stige langt inn i corona, og det er ganske plausiblethat solens magnetfelt er den ultimate kilden til fysisk oppvarming av thecorona.»
Vic Snøre på Plass EnvironmentCenter i Boulder, Colorado.,, gjentar hvordan mystiske denne prosessen er:
«Den nøyaktige mekanismen som corona overliggende solens overflate isheated til temperaturer på en til to millioner kelvins er fortsatt en av theoutstanding problemer for solar physics. Det har lenge vært mistanke om at turbulentmotions i nedre solar atmosfæren er spredd utover som bølger i someform, som til slutt sjokk den tynne atmosfæren over overflaten (thephotosphere). Sjokk og dermed spre mekaniske energien i bølgene asheat., Når magnetiske feltlinjer koble til, de slipper energi; noen researcherssuspect som fin-skala magnetiske reconnections over solens overflate providethe energi til å varme corona.
«Uansett hva årsaken er, noen varme gjør faktisk lekkasje tilbake mot solens overflate,men den totale mengden energi som så transporteres er egentlig ganske liten, og cannotraise den photospheric temperatur veldig mye. Grunnen til dette er theextremely raske fall-off av masse, tetthet med høyde over solens overflate.Det er, selv om materialet i corona er veldig varmt, det er også verytenuous., Dermed energi transporteres tilbake mot overflaten er borte intoan stadig økende masse av materiale som det fungerer vei ned, mens heattransported utover er lett borte i vakuum plass. «
Leo Connolly, leder av institutt for fysikk ved California StateUniversity, San Bernardino, legger du inn følgende informasjon:
«Du har helt rett om corona blir mye varmere enn photosphereof solen. Den photosphere er det ytterste laget av sun som produserer thevisible lyset vi mottar., Corona er en stor, tynn lag av gass whosestructure er styrt av Solens magnetfelt. Gassen i koronaen isactually rømmer fra Solen, som danner solvinden.
«Hva akselererer atomer av gass til høy hastighet og temperatur i thecorona? Det er sannsynlig at solens magnetiske felt gir den nødvendige energi,men mekanismen er dårlig forstått. På photosphere, temperaturen isabout 6,000 kelvins., Regionen av interesse er over toppen av photosphere,der temperaturen synker faktisk (til ca 4500 kelvins på et nivå av 500kilometers over photosphere). På 1,500 kilometer, begynner temperaturen torise og med 10 000 kilometer over photosphere temperaturen når onemillion kelvins. Mellom 1500 kilometer fra toppen av photosphere and10,000 kilometer er en region kalt «transition zone», som er der theatoms er akselerert., Corona starter på 10 000 km og strekker seg ut toabout 10 millioner kilometer, hvor gassen til slutt rømmer solens tyngdekraft andbecomes del av solvinden.
«Vi vet at atomene, og strippet for ett eller flere elektroner, er fanget bymagnetic felt og flytte sammen feltet linjer. Men hva som forårsaker disse atomer til beaccelerated, produserer høye temperaturer i corona, er ikke forstått.Alt vi vet er at det definitivt oppstår i overgangen sone.»
Sist, men ikke minst, JayM. Pasachoff, Leder av Institutt for Astronomi ved Williams College inWilliamstown, Masse., tilbyr et perspektiv på noen av dagens forsøk(også sin egen) til å løse gåten av solenergi corona:
«En av de fine ting om astronomi er at spørsmål som er simplyphrased ofte vise seg å bli avgjørende. På hvilken måte solar corona isheated til millioner av grader Celsius er en av de viktigste uløste problemsof astrofysikk. Jeg har gjennomført eksperimenter under en serie av totalt solareclipses å adressere spørsmålet, og det har vært mye teoretisk arbeid inthis området nylig., Problemet var mye adressert på en NATO-Avansert ResearchWorkshop på Observasjonelle og Teoretiske Problemer Knyttet til Solenergi Formørkelser,holdt i Bukarest, Romania, i den første uken i juni 1996; saksbehandlingen ofthat workshopen vil være tilgjengelig i løpet av et år eller to.
«i Utgangspunktet, man kan ikke konto for oppvarming av corona av en radiativeflow, så vi tror corona er oppvarmet av noen form for magnetohydrodynamic (MHD)bølge som strømmer ut av lavere nivåer av solen., Bilder av solen i det farultraviolet og i X-stråler (ervervet sist av Solenergi og Heliospheric Observatoryspacecraft, den Yohkoh satellitt, andthe NIXT raketter) vis thatthe oppvarming av corona er lokalisert i solar aktive regioner, som indicatesthe viktig rolle spilt av det magnetiske feltet. Det er kanskje et dozenspecific modeller som har blitt foreslått for å forklare den høye temperaturen ofthe corona. Disse modellene innebærer rask-modus MHD bølger, slow-modus MHD bølger, Alfrenwaves, et cetera., Den gamle ideen om at akustiske bølger, som strømmer ut av lavere levelsheats corona ble forlatt på 1970-tallet, når den går i Bane rundt Solar Observatory8 romfartøy ikke se slike bølger i chromosphere, laget like over thephotosphere (den tilsynelatende ‘overflate’ søn i synlig lys). Det remainspossible imidlertid at noen akustiske bølger kan være dannet på høyere nivåer.,
«Mitt arbeid på den koronale oppvarming problemet er oppsummert i min kapittel’Measurements av 1-Hz koronal svingninger i det totale formørkelser og theirimplications for koronal klimaanlegg,’ i Mekanismer for Chromospheric og CoronalHeating (Proceedings of the Heidelberg-Konferansen), redigert av P. Ulmschneider, E. R., Presten og R. Rosner (Springer-Verlag, 1991). Boken inneholder også manyother teoretiske og observasjon papirer.