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日冕探秘,人类将首次近距离接触太阳

2017-06-12 08:42 来源:中国科普博览 
2017-06-12 08:42:51来源:中国科普博览作者:责任编辑:肖春芳

  据悉,当地时间5月31日,美国宇航局宣布,计划于2018年向太阳发射一个探测器,将在距离太阳表面650万公里的外大气层轨道,观测日冕的活动。这将是NASA第一个飞入日冕的探测器,也是人类首次近距离接触太阳。

日冕探秘,人类将首次近距离接触太阳

图片来源网络

  从两小儿辩日到诗人海子的“你来人间一趟,你要看看太阳”,从凭空猜测到谨慎研究再到尝试接触,人们对于这颗火球的好奇与热爱亘古不变,生生不息。那么太阳到底是怎样的结构?NASA即将飞入的日冕又是哪个部分?下面我们就来对这颗熟悉又陌生的星球做个简单的了解。

  太阳是太阳系的中心天体,是太阳系里唯一的一颗恒星,也是离地球最近的一颗恒星。

日冕探秘,人类将首次近距离接触太阳

太阳与其他行星关系示意图(gif)

  位置:太阳是一颗中等质量的充满活力的壮年星,它处于银河系内,位于距银心约10千秒差距的悬臂内,银道面以北约8秒差距处。

  大小:太阳的直径为139.2万千米,是地球的109倍。它的体积为141亿亿立方千米,是地球的130万倍。

  质量:太阳的质量近2000亿亿亿吨,是地球的33万倍,它集中了太阳系99.865%的质量,是个绝对至高无上的“国王”。

  太阳的内部结构

  太阳是个炽热的气体星球,没有固体的星体或核心。

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太阳结构(来源网络)

  从中心到边缘,太阳可分为核反应区、辐射区、对流区和大气层,太阳大气的主要成分是氢(质量约占71%)与氦(质量约占27%)。

  太阳能量的99%是由中心的核反应区的热核反应产生的。其中心的密度和温度极高,发生着由氢聚变为氦的热核反应,而该反应足以维持100亿年,因此太阳目前正处于中年期。

  太阳的表面结构

  太阳和地球一样,也有大气层,从内到外可分为光球、色球和日冕三层。

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太阳表面结构图(来源网络)

  光球层厚约5000千米,我们所见到太阳的可见光,几乎全是由光球发出的。光球表面有颗粒状结构----“米粒组织”。光球上亮的区域叫光斑,暗的黑斑叫太阳黑子,太阳黑子的活动具有平均11.2年的周期。

  从光球表面到2000千米高度为色球层,它得在日全食时或用色球望远镜才能观测到,在色球层有谱斑、暗条和日珥,还时常发生剧烈的耀斑活动。

  色球层之外为日冕层,它温度极高,延伸到数倍太阳半径处,用空间望远镜可观察到X射线耀斑,能直接引起地球电离层骚扰,从而影响地球短波通讯。

  日冕探秘

  本次的NASA探测器将飞入日冕层,这一结构得在日全食时或用日冕仪才可观测到。在太阳活动极大年,日冕接近圆形;在太阳宁静年则呈椭圆形。

  日冕中有大片不规则的暗黑区域,叫冕洞。冕洞是日冕中气体密度较低的区域。冕洞分为三种:极区冕洞,孤立冕洞,延伸冕洞。

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日冕直观图,白色部分为日冕(来源网络)

  日冕物质喷发太阳能以太阳风——物质粒子流的形式失去物质。冕洞是高速太阳风的重要源泉。

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2012年日冕物质抛射.gif

  日冕物质抛射是发生在日冕的非常宏观庞大的物质和磁场结构,它是大尺度致密等离子体的突然爆发现象。对地球影响最大的莫过于它。

  当太阳上有强烈爆发和日冕物质抛射时,太阳风携带着的强大等离子流可能到达地球极区。这时,地球两极就出现极光。极光的形态千变万化。太阳系内某些具有磁场的行星上也有极光。

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芬兰极光.gif(来源网络)

  回到前文导引的美国探日计划,据悉,本次的太阳探测器高约3米,将身穿12厘米厚碳复合保护罩。不同于历史上的任何航天器,它将直接飞入太阳外层大气层日冕所在轨道上,距离太阳表面仅650万公里,探索和观测太阳外部,了解太阳风。

  看,科技进步助我们登月,让我们飞向外太空,甚至能够接触太阳这颗令人望而生畏的火球,后羿他老人家若是在的话,不知会不会为我们点个赞?

  出品:科普中国

  制作:生生不息团队 党以凡

  监制:中国科学院计算机网络信息中心

日冕探秘,人类将首次近距离接触太阳

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本文由科普中国融合创作出品,转载请注明出处。

[责任编辑:肖春芳]


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