日珥的运动特征

2015-11-15 11:35 作者:admin 来源:未知
日珥的运动很复杂,具有许多特征。例如,在日珥不断地向上抛射或落下时,若干个节点的运动轨迹往往是一致的;当日珥离开太阳运动时,速度会不断增加,而这种加速是突发式的,在两次加速之间速度保持不变;在日珥节点突然加速时,亮度也会增加。对于这些现象还没有满意的解释。主要问题是:日珥的密度远大于日冕,但宁静日珥可长期存在于日冕中,既不坠落也不瓦解。是什么力量支撑和维持著它?活动日珥和爆发日珥的速度可高达每秒几百公里,动力从何而来?日珥运动往往突然加速,甚至宁静日珥会一下子转变为活动日珥,原因是什么?这些问题都有待于进一步研究。一般认为,除重力和气体压力外,电磁力在日珥运动中是一个重要因素。日珥运动状态的突变可能与磁场的变化有关 。
 
分布
 
日珥在太阳南、北两半球不同纬度处都可能出现,但在每一半球都主要集中于两个纬度区域,而以低纬度区为主。低纬区的日珥的分布与黑子的分布相似,按11年太阳活动周不断漂移。在活动周开始时,日珥发生在30°~40°范围内,然后逐渐移向赤道,在活动周结束时所处的纬度平均约为17°。这比黑子区域的平均纬度始终高10°左右。至于高纬度区,日珥大约在黑子极大期过去三年后才出现,一直存在到黑子极小期。高纬度区的日珥并不漂移,都在45°~50°范围内。上述两个区域的分界约在纬度40°处。
日珥的数目和面积都与11年的太阳活动周有关,随黑子相对数而变化。但变化幅度没有黑子相对数那样大。
日珥的上升高度约几万公里,大的日珥可高于日面几十万公里,一般长约20万公里,个别的可达150万公里。日珥的亮度要比太阳光球层暗弱得多,所以平时不能用肉眼观测到它,只有在日全食时才能直接看到。
日珥是非常奇特的太阳活动现象,其温度在5000~8000K之间,大多数日珥物质升到一定高度后,慢慢地降落到日面上,但也有一些日珥物质漂浮在温度高达200万K的日冕低层,既不附落,也不瓦解,就像炉火熊熊的炼钢炉内居然有一块不化的冰一样奇怪,而且,日珥物质的密度比日冕高出1000~10000倍,两者居然能共存几个月,实在令人费解。
 
光谱
 
通过光谱分析,可以测定日珥的物理参数和化学成分,了解日珥物质的激发和电离状态,建立日珥的结构模型,并研究太阳辐射(尤其是日冕的紫外线和X射线)对日珥的影响。 日珥的光谱包括许多条发射线和暗弱的连续光谱。在可见区,主要的发射线是氢的巴耳末线(从Hα 起,最多已看到约40条线),此外,还有氦以及钙、铁、镁、钛、锶等金属的谱线。利用不同元素的谱线宽度,可求得日珥的温度约为7,000K,湍流速度约4公里/秒。从巴耳末线的数目和谱线轮廓的分析,都可得出日珥的电子密度约为每立方厘米1011个,日珥的物质密度也与此相近。
日珥发射线谱线展宽的主要原因是多普勒致宽和辐射阻尼;斯塔克效应的作用很小。巴耳末线的前几条以及钙的H、K等强线都受到自吸收的显著影响。日珥的连续光谱主要是从3646埃开始向短波方向延伸的巴耳末连续区。利用连续光谱的能量随波长的分布,也可以推算出日珥的温度和密度。
1973年5月发射的天空实验室,用特制的仪器在280~1350埃拍摄了大量的日珥和暗条光谱。在这个波段范围内的许多条发射线,有的(例如氢的赖曼系)来自日珥的低温(约10-4K)内核,有的(例如 CⅡλ1336埃和CⅢλ977埃)来自日珥与日冕之间的中介层(温度约105万K)。除光波外,日珥还发出射电波,在毫米波段已经有观测记录。
 
磁场
 
表明日珥具有磁场的事实是:
①活动日珥的运动轨迹和环状日珥本身都很象磁力线;
②日珥是一团温度较低(约7,000K)的等离子体,却能在高温(约106万K)的日冕中产生并长期存在,很可能是因为,具有隔热作用的磁力线严密地包围住日珥;
③日珥的物质密度比日冕高1000~10000倍,而能长期悬浮在日冕中不坠落和弥散,很可能是靠磁场来支持和维持的。从1960年开始,天文学家用太阳磁像仪测量日珥的磁场。
结果表明,宁静日珥的磁场强度约为10高斯,而活动日珥可达200高斯。宁静日珥中的磁力线主要沿水平方向,活动日珥的磁场结构较为复杂,爆发日珥的磁力线大概是螺旋状的。