2024年5月11日 星期六

《太陽現象名詞科普》(彙整網路資訊)

 [太陽大氣層由內→到外]

光球層→色球層→日冕(分內冕、中冕和外冕)

此圖為 Kelvinsong 的作品


[太陽天文學名詞解釋]

(天體物理學Astrophysics、太陽物理學Solar physics)


日冕(solar corona):

太陽大氣的最外層,主要由高速自由電子、質子及高度電離的離子(等離子體)組成。日冕上有冕洞,而冕洞是太陽風的風源。

TRACE 171Å 的冕環

冕環是磁性太陽日冕的基本結構,是電漿的高度輻射源。這些環圈的是封閉性磁通量,和在冕洞區中發現的開放性磁通量的太陽風是堂兄弟。由太陽內部產生的磁通量環圈充滿了炙熱的太陽電漿。由於這些冕環區域的磁活性增強,通常是閃焰和日冕物質拋射(CME)的前兆。

冕環的生命期可能能以秒(在閃焰事件的情況下)、分鐘、小時或天的等級來排序。當冕環的能量來源和支出能平衡的情況下,冕環可以持續很長的時間並被稱為穩態 (系統)或靜止冕環。


日珥(prominence):

太陽的色球層上產生的一種非常強烈的太陽活動。從太陽表面向外延伸的大型電漿和磁場結構,通常呈環形。日冕由極熱的電漿組成,但日珥包含的電漿要冷得多。

在HeII發射的304 Å(30.4 nm)輻射中捕獲的日珥假色影像。


米粒組織(granulation):

太陽光球面的顆粒狀的斑駁外觀。由太陽的對流層浮升至光球表面的電漿熱柱造成的現象,因為看似許多米粒(granule)遍布在太陽表面而得名。


米粒的上升部分位於電漿較熱的中心,米粒的外緣是較冷的電漿下沉,所以顯得較暗。所謂的較冷和較暗是與更熱和更亮的電漿嚴格比較的相對結果。因為亮度與溫度的4次方成正比,所以極小的熱量損失也會造成明顯的光度對比。

一顆典型的米粒直徑大約在1,500公里,在消失前會存在8至20分鐘。在任何時間,太陽的表面都有大約400萬顆米粒(類似人體表皮細胞)。在光球層內的下方是一層直徑達到30,000公里,壽命可長達24小時的超米粒組織。


針狀體:

從太陽的光球以每秒大約20公里向上,直徑500公里的動態噴射物,整個色球層都佈滿了針狀體。針狀體的生命期在5至10分鐘,可以在太陽的邊緣看見瘦長的身影(如果在盤面看見,通常稱為「雜斑(mottles)」或「原纖維(fibrils)」)。

Please credit the Royal Swedish Academy of Sciences as well as the observers for the individual images. Solar active region 10380, in June 2004.Spicules (solar flux tubes) are visible, particularly evident as a carpet of dark tubes on the right. 

任何時間太陽的表面都有約300,000個針狀體圍繞著,一個典型的針狀體可以伸展到光球之上3,000至10,000公里的高度。通常和高磁性的區域聯繫在一起,物質的流量大約是太陽風的100倍。


太陽黑子(亦稱日斑):

是太陽光球上的臨時現象,由高密度的磁性活動抑制了對流的激烈活動造成的,在表面形成溫度降低的區域。溫度仍約有3000-4500K,但與周圍5,780K的物質對比之下,呈現比周圍區域黑暗的斑點(熱強度與溫度成正比)。

有時太陽黑子用肉眼即可觀察到,但觀察前應當做足保護措施。
A sun spot (dark smudge, slightly left of centre). Observed at sunset in Bangladesh. Date: 7th January 2004 12:20 GMT 


太陽黑子通常會集體出現,黑子的活動週期平均為11.2年,活躍時會對地球的磁場產生影響,主要是使地球南北極和赤道的大氣環流作經向流動,從而造成惡劣天氣,使氣候轉冷。

太陽黑子的位置和面積的變化。小斑點=黃色,中等大小=紅色,大斑點=黑色。


閃焰(亦稱耀斑):

是在太陽的盤面或邊緣觀測到的突發閃光現象,釋放出巨大能量。閃焰會影響到太陽全部的大氣層(光球、色球和日冕),絕大部分的能量都在可見光範圍之外,因此絕大多數的閃焰都是肉眼看不見的。通常但並非總是伴隨著發生日冕物質的拋射。

在2012年8月31日爆發的太陽閃焰(日焰),曾一直徘徊在太陽的大氣層、日冕,有著長長的日珥/絲狀體噴發至太空中。


磁暴(geomagnetic storm):

是太陽的巨大日焰(閃焰)所生太陽風震波或磁雲與地球磁場交互作用所引起的地球磁層擾動。造成磁暴的行星際物質擾動可能源自太陽的日冕物質拋射(CME),或是太陽表面弱磁場區域太陽風生成的共轉交互作用區(CIR)。磁暴的頻率隨著太陽黑子週期變動。

太陽風粒子和地球磁層交互作用的示意圖 (未依實際比例)。


日冕物質拋射(CME):

太陽從日冕釋放大量電漿和磁場進入日球層的現象,將大量物質從太陽大氣層釋放到太陽風和行星際空間。噴發的物質是一種電漿,主要由嵌入噴發磁場中的電子和質子組成。日冕巨量噴發通常與太陽閃焰和其他形式的太陽活動有關。

正在發射太陽暗紋的影片。


維基百科 太陽目錄一覽


〔延伸文章〕

【太陽黑子與它們的週期循環】

作者:Jay Pasachoff、Dan Seaton、Kevin Reardon, 譯者:林祉均

發文日期:2023-06-20

https://pb.ps-taiwan.org/modules/news/article.php?storyid=830


【米粒組織與太陽黑子】

http://sprite.phys.ncku.edu.tw/astrolab/e_book/sun/captions/granulation_sunspot.html

成大物理系-天文教學實驗室

http://sprite.phys.ncku.edu.tw/astrolab/

天文學概論整理的非常清楚!當年在社團教學時,從這個網站的文章獲益良多~



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