Solar corona: beskrivning, funktioner, ljusstyrka och intressanta fakta

2024 Författare: Henry Conors | [email protected]. Senast ändrad: 2024-02-12 12:57

Solen är en enorm sfär av heta gaser som producerar kolossal energi och ljus och gör livet på jorden möjligt.

Detta himlaobjekt är det största och mest massiva i solsystemet. Från jorden till den är avståndet från 150 miljoner kilometer. Det tar ungefär åtta minuter för värme och solljus att nå oss. Detta avstånd kallas även åtta ljusminuter.

Stjärnan som värmer vår jord består av flera yttre lager som fotosfären, kromosfären och solkorona. De yttre lagren av solens atmosfär skapar energi på ytan som bubblar och blåser ut ur stjärnans inre och identifieras som solljus.

Komponenter i det yttre lagret av solen

Lagret vi ser kallas fotosfären eller ljussfären. Fotosfären markeras av ljusa, sjudande plasmagranuler och mörkare, kallare solfläckar som uppstår när solens magnetfält sliter genom ytan. Fläckar dyker upp och rör sig över solens skiva. När astronomerna observerade denna rörelse drog slutsatsen att vår ljuskällavänder sig runt sin axel. Eftersom solen inte har en fast bas, roterar olika regioner med olika hastigheter. Ekvatorregioner slutför en hel cirkel på cirka 24 dagar, medan polära rotationer kan ta mer än 30 dagar (för att slutföra en rotation).

Vad är fotosfären?

Fotosfären är också källan till solflammor: lågor som sträcker sig hundratusentals miles över solens yta. Solflammor producerar utbrott av röntgenstrålar, ultraviolett strålning, elektromagnetisk strålning och radiovågor. Källan till röntgen- och radioemission är direkt från solkoronan.

Vad är kromosfären?

Zonen som omger fotosfären, som är solens yttre skal, kallas kromosfären. En smal region skiljer korona från kromosfären. Temperaturen stiger kraftigt i övergångsregionen, från några tusen grader i kromosfären till över en miljon grader i korona. Kromosfären avger ett rödaktigt sken, som vid förbränning av överhettat väte. Men den röda kanten kan bara ses under en förmörkelse. Vid andra tillfällen är ljuset från kromosfären i allmänhet för svagt för att kunna ses mot den ljusa fotosfären. Plasmadensiteten sjunker snabbt och rör sig uppåt från kromosfären till koronan genom övergångsregionen.

Vad är solkorona? Beskrivning

Astronomer undersöker outtröttligt mysteriet med solkoronan. Hur är hon?

Detta är solens atmosfär eller dess yttre lager. Detta namn gavs pgaatt dess utseende blir uppenbart när en total solförmörkelse inträffar. Partiklar från koronan sträcker sig långt ut i rymden och når faktiskt jordens omloppsbana. Formen bestäms huvudsakligen av magnetfältet. Fria elektroner i koronarörelse längs magnetfältslinjer bildar många olika strukturer. Formerna som ses i koronan ovanför solfläckar är ofta hästskoformade, vilket ytterligare bekräftar att de följer magnetfältslinjer. Från toppen av sådana "bågar" kan långa streamers sträcka sig, på ett avstånd av solens diameter eller ännu mer, som om någon process drar material från toppen av bågarna ut i rymden. Detta involverar solvinden, som blåser utåt genom vårt solsystem. Astronomer har döpt sådana fenomen till "serpentinhjälm" på grund av att de liknar de taggiga hjälmar som burits av riddare och som användes av vissa tyska soldater före 1918

Vad är kronan gjord av?

Materialet som solkoronan bildas av är extremt varmt och består av förtärnad plasma. Temperaturen inuti koronan är mer än en miljon grader, förvånansvärt mycket högre än temperaturen vid solens yta, som är cirka 5500 °C. Koronans tryck och täthet är mycket lägre än i jordens atmosfär.

Genom att observera solkoronans synliga spektrum hittades ljusa emissionslinjer vid våglängder som inte matchar kända material. I detta avseende har astronomer föreslagit existensen av "koronium"som huvudgasen i koronan. Den sanna naturen av detta fenomen förblev ett mysterium tills det upptäcktes att koronala gaser överhettades över 1 000 000 °C. Med en så hög temperatur saknar de två dominerande grundämnena, väte och helium, helt sina elektroner. Även mindre ämnen som kol, kväve och syre strippas ner till kala kärnor. Endast de tyngre beståndsdelarna (järn och kalcium) kan hålla kvar en del av sina elektroner vid dessa temperaturer. Emissionen från dessa starkt joniserade grundämnen som bildar spektrallinjerna förblev ett mysterium för tidiga astronomer tills nyligen.

Ljusstyrka och intressanta fakta

Solytan är för ljus och som regel är dess solatmosfär otillgänglig för vår syn, solens korona är inte heller synlig för blotta ögat. Atmosfärens yttre skikt är mycket tunt och svagt, så det kan bara ses från jorden vid den tidpunkt då en solförmörkelse inträffar eller med ett speciellt koronagrafteleskop som simulerar en förmörkelse genom att täcka den ljusa solskivan. Vissa koronografier använder markbaserade teleskop, andra utförs på satelliter.

Ljusstyrkan hos solkoronan i röntgenstrålar beror på dess enorma temperatur. Å andra sidan sänder solfotosfären ut väldigt lite röntgenstrålar. Detta gör att koronan kan ses över solens skiva när vi observerar den i röntgenstrålar. För detta används speciell optik, vilket gör att du kan se röntgenstrålar. PÅI början av 1970-talet använde den första amerikanska rymdstationen, Skylab, ett röntgenteleskop, med vilket solkoronan och solfläckar eller hål var tydligt synliga för första gången. Under det senaste decenniet har en enorm mängd information och bilder om solens korona tillhandahållits. Med hjälp av satelliter blir solkoronan mer tillgänglig för nya och intressanta observationer av solen, dess egenskaper och dynamiska natur.

Soltemperatur

Även om den inre strukturen i solkärnan är dold för direkt observation, kan man med hjälp av olika modeller härleda att den maximala temperaturen inuti vår stjärna är cirka 16 miljoner grader (Celsius). Fotosfären - solens synliga yta - har en temperatur på cirka 6000 grader Celsius, men den ökar mycket kraftigt från 6000 grader till flera miljoner grader i koronan, i området 500 kilometer över fotosfären.

Solen är varmare på insidan än på utsidan. Men solens yttre atmosfär, koronan, är verkligen varmare än fotosfären.

I slutet av trettiotalet upptäckte Grotrian (1939) och Edlen att de märkliga spektrallinjer som observerades i solkoronans spektrum emitterades av element som järn (Fe), kalcium (Ca) och nickel (Ni) vid mycket höga joniseringsstadier. De drog slutsatsen att koronalgasen är mycket varm, med temperaturer över 1 miljon grader.

Frågan om varför solens korona är så varm är fortfarande ett av astronomins mest spännande pussel.under de senaste 60 åren. Det finns inget definitivt svar på denna fråga ännu.

Även om solkoronan är oproportionerligt varm, har den också en mycket låg densitet. Det krävs alltså bara en liten bråkdel av den totala solstrålningen för att mata koronan. Den totala effekten som sänds ut i röntgenstrålar är bara cirka en miljondel av solens totala ljusstyrka. En viktig fråga är hur energi transporteras till corona och vilken mekanism som ansvarar för transporten.

Mekanismer för att driva solkoronan

Flera olika koronakraftmekanismer har föreslagits genom åren:

• Akustiska vågor.
• Snabba och långsamma magneto-akustiska vågor av kroppar.
• Alfven-vågkroppar.
• Långsamma och snabba magneto-akustiska ytvågor.
• Ström (eller magnetfält) är förlust.
• Flöden av partiklar och magnetiskt flöde.

Dessa mekanismer har testats både teoretiskt och experimentellt och hittills har endast akustiska vågor uteslutits.

Det har ännu inte studerats var kronans övre gräns slutar. Jorden och andra planeter i solsystemet är belägna inuti koronan. Den optiska strålningen från koronan observeras vid 10-20 solradier (tiotals miljoner kilometer) och kombineras med fenomenet zodiakalljus.

Magnetisk Corona-solmatta

Nyligen har den "magnetiska mattan" kopplats till det koronala värmepusslet.

Observationer med hög rumslig upplösning visar att solens yta är täckt av svaga magnetfält koncentrerade till små områden med motsatt polaritet (mattmagnet). Dessa magnetiska koncentrationer tros vara huvudpunkterna i enskilda magnetiska rör som bär elektrisk ström.

Senaste observationer av denna "magnetiska matta" visar en intressant dynamik: fotosfäriska magnetfält rör sig ständigt, interagerar med varandra, försvinner och går ut under en mycket kort tidsperiod. Magnetisk återkoppling mellan ett magnetfält med motsatt polaritet kan ändra fältets topologi och frigöra magnetisk energi. Återanslutningsprocessen kommer också att skingra elektriska strömmar som omvandlar elektrisk energi till värme.

Detta är en allmän uppfattning om hur den magnetiska mattan kan vara inblandad i koronal uppvärmning. Det kan dock inte hävdas att den "magnetiska mattan" i slutändan löser problemet med koronal uppvärmning, eftersom en kvantitativ modell av processen ännu inte har föreslagits.

Kan solen gå ut?

Solsystemet är så komplext och outforskat att sensationella uttalanden som: "Solen kommer snart att slockna" eller, omvänt, "Solens temperatur stiger och snart kommer livet på jorden att bli omöjligt" låter löjliga minst sagt. Vem kan göra sådana förutsägelser utan att veta exakt vilka mekanismeri hjärtat av denna mystiska stjärna?!