Solkorona: beskrivelse, funktioner, lysstyrke og interessante fakta

2024 Forfatter: Henry Conors | [email protected]. Sidst ændret: 2024-02-12 05:19

Solen er en enorm kugle af varme gasser, der producerer kolossal energi og lys og gør livet på Jorden muligt.

Dette himmelobjekt er det største og mest massive i solsystemet. Fra Jorden til den er afstanden fra 150 millioner kilometer. Det tager omkring otte minutter for varme og sollys at nå os. Denne afstand kaldes også otte lysminutter.

Stjernen, der opvarmer vores jord, består af flere ydre lag såsom fotosfæren, kromosfæren og solkoronaen. De ydre lag af Solens atmosfære skaber energi på overfladen, der bobler og blæser ud af stjernens indre og identificeres som sollys.

Komponenter af det ydre lag af solen

Det lag, vi ser, kaldes fotosfæren eller lyssfæren. Fotosfæren er præget af lyse, sydende granulat af plasma og mørkere, koldere solpletter, der opstår, når solens magnetfelter river gennem overfladen. Pletter opstår og bevæger sig hen over Solens skive. Ved at observere denne bevægelse konkluderede astronomer, at vores lyskildedrejer om sin akse. Da Solen ikke har en fast base, roterer forskellige områder med forskellige hastigheder. Ækvatorregioner fuldender en hel cirkel på omkring 24 dage, mens polære rotationer kan tage mere end 30 dage (at fuldføre en rotation).

Hvad er fotosfæren?

Fotosfæren er også kilden til soludbrud: flammer, der strækker sig hundredtusindvis af miles over Solens overflade. Soludbrud producerer udbrud af røntgenstråler, ultraviolet, elektromagnetisk stråling og radiobølger. Kilden til røntgen- og radioemission er direkte fra solkoronaen.

Hvad er kromosfæren?

Zonen omkring fotosfæren, som er Solens ydre skal, kaldes kromosfæren. Et sm alt område adskiller koronaen fra kromosfæren. Temperaturen stiger kraftigt i overgangsregionen, fra et par tusinde grader i kromosfæren til over en million grader i koronaen. Kromosfæren udsender en rødlig glød, som ved forbrænding af overophedet brint. Men den røde rand kan kun ses under en formørkelse. På andre tidspunkter er lyset fra kromosfæren generelt for svagt til at kunne ses mod den lyse fotosfære. Plasmadensiteten falder hurtigt og bevæger sig opad fra kromosfæren til koronaen gennem overgangsregionen.

Hvad er solkoronaen? Beskrivelse

Astronomer efterforsker utrætteligt mysteriet med solkoronaen. Hvordan er hun?

Dette er solens atmosfære eller dens ydre lag. Dette navn blev givet pgaat dens udseende bliver tydeligt, når en total solformørkelse indtræffer. Partikler fra koronaen strækker sig langt ud i rummet og når faktisk Jordens kredsløb. Formen bestemmes hovedsageligt af magnetfeltet. Frie elektroner i koronabevægelse langs magnetiske feltlinjer danner mange forskellige strukturer. Formerne, der ses i koronaen over solpletter, er ofte hesteskoformede, hvilket yderligere bekræfter, at de følger magnetiske feltlinjer. Fra toppen af sådanne "buer" kan lange streamere strække sig i en afstand af Solens diameter eller endnu mere, som om en proces trækker materiale fra toppen af buerne ud i rummet. Dette involverer solvinden, som blæser udad gennem vores solsystem. Astronomer har kaldt sådanne fænomener "slangehjelm" på grund af deres lighed med de takkede hjelme båret af riddere og brugt af nogle tyske soldater før 1918

Hvad er kronen lavet af?

Materialet, som solkoronaen er dannet af, er ekstremt varmt og består af forsælnet plasma. Temperaturen inde i koronaen er mere end en million grader, overraskende meget højere end temperaturen ved Solens overflade, som er omkring 5500 °C. Koronaens tryk og tæthed er meget lavere end i Jordens atmosfære.

Ved at observere det synlige spektrum af solkoronaen blev der fundet lyse emissionslinjer ved bølgelængder, der ikke matcher kendte materialer. I denne henseende har astronomer foreslået eksistensen af "coronium"som hovedgas i coronaen. Den sande natur af dette fænomen forblev et mysterium, indtil det blev opdaget, at de koronale gasser var overophedet over 1.000.000 °C. Med så høj en temperatur er de to dominerende grundstoffer, brint og helium, fuldstændig blottet for deres elektroner. Selv mindre stoffer som kul, nitrogen og ilt strippes ned til bare kerner. Kun de tungere bestanddele (jern og calcium) er i stand til at tilbageholde nogle af deres elektroner ved disse temperaturer. Emissionen fra disse stærkt ioniserede grundstoffer, der danner spektrallinjerne, forblev et mysterium for tidlige astronomer indtil for nylig.

Lysstyrke og interessante fakta

Solens overflade er for lys, og som regel er dens solatmosfære utilgængelig for vores syn, Solens korona er heller ikke synlig for det blotte øje. Atmosfærens ydre lag er meget tyndt og svagt, så det kan kun ses fra Jorden på det tidspunkt, hvor en solformørkelse indtræffer eller med et specielt koronagrafteleskop, der simulerer en formørkelse ved at dække den lyse solskive. Nogle koronografier bruger jordbaserede teleskoper, andre udføres på satellitter.

Lysstyrken af solkoronaen i røntgenstråler skyldes dens enorme temperatur. På den anden side udsender solfotosfæren meget lidt røntgenstråler. Dette gør det muligt at se koronaen på tværs af Solens skive, når vi observerer den i røntgenstråler. Til dette bruges speciel optik, som giver dig mulighed for at se røntgenbilleder. PÅI begyndelsen af 1970'erne brugte den første amerikanske rumstation, Skylab, et røntgenteleskop, hvormed solkoronaen og solpletter eller huller var tydeligt synlige for første gang. I løbet af det sidste årti er der blevet leveret en enorm mængde information og billeder om Solens korona. Ved hjælp af satellitter bliver solkoronaen mere tilgængelig for nye og interessante observationer af Solen, dens funktioner og dynamiske natur.

Soltemperatur

Selvom den indre struktur af solkernen er skjult for direkte observation, kan det udledes ved hjælp af forskellige modeller, at den maksimale temperatur inde i vores stjerne er omkring 16 millioner grader (Celsius). Fotosfæren - Solens synlige overflade - har en temperatur på omkring 6000 grader Celsius, men den stiger meget kraftigt fra 6000 grader til flere millioner grader i koronaen, i området 500 kilometer over fotosfæren.

Solen er varmere indeni end udenfor. Men Solens ydre atmosfære, koronaen, er faktisk varmere end fotosfæren.

I slutningen af trediverne opdagede Grotrian (1939) og Edlen, at de mærkelige spektrallinjer observeret i solkoronaens spektrum blev udsendt af grundstoffer som jern (Fe), calcium (Ca) og nikkel (Ni) på meget høje stadier af ionisering. De konkluderede, at koronalgassen er meget varm, med temperaturer på over 1 million grader.

Spørgsmålet om, hvorfor solens korona er så varm, er stadig et af astronomiens mest spændende gåder.gennem de seneste 60 år. Der er endnu ikke noget entydigt svar på dette spørgsmål.

Selvom solkoronaen er uforholdsmæssig varm, har den også en meget lav tæthed. Der kræves således kun en lille brøkdel af den samlede solstråling for at fodre koronaen. Den samlede effekt, der udsendes i røntgenstråler, er kun omkring en milliontedel af Solens samlede lysstyrke. Et vigtigt spørgsmål er, hvordan energi transporteres til coronaen, og hvilken mekanisme der er ansvarlig for transporten.

Mekanismer til at drive sol-koronaen

Flere forskellige corona-kraftmekanismer er blevet foreslået gennem årene:

• Akustiske bølger.
• Hurtige og langsomme magneto-akustiske bølger af kroppe.
• Alfven-bølgelegemer.
• Langsomme og hurtige magneto-akustiske overfladebølger.
• Strøm (eller magnetfelt) er spredning.
• Strømme af partikler og magnetisk flux.

Disse mekanismer er blevet testet både teoretisk og eksperimentelt, og til dato er kun akustiske bølger blevet udelukket.

Det er endnu ikke undersøgt, hvor kronens øvre grænse ender. Jorden og andre planeter i solsystemet er placeret inde i koronaen. Den optiske stråling af koronaen observeres ved 10-20 solradier (tio millioner af kilometer) og kombineres med fænomenet stjernetegnslys.

Magnetisk Corona-soltæppe

For nylig er det "magnetiske tæppe" blevet knyttet til det koronale varmepuslespil.

Observationer med høj rumlig opløsning viser, at Solens overflade er dækket af svage magnetiske felter koncentreret i små områder med modsat polaritet (tæppemagnet). Disse magnetiske koncentrationer menes at være hovedpunkterne i individuelle magnetiske rør, der fører elektrisk strøm.

Nylige observationer af dette "magnetiske tæppe" viser en interessant dynamik: fotosfæriske magnetfelter bevæger sig konstant, interagerer med hinanden, forsvinder og forlader dem i en meget kort periode. Magnetisk genforbindelse mellem et magnetfelt med modsat polaritet kan ændre feltets topologi og frigive magnetisk energi. Gentilslutningsprocessen vil også sprede elektriske strømme, der omdanner elektrisk energi til varme.

Dette er en generel idé om, hvordan det magnetiske tæppe kan være involveret i koronal opvarmning. Det kan dog ikke argumenteres for, at det "magnetiske tæppe" i sidste ende løser problemet med koronal opvarmning, da en kvantitativ model af processen endnu ikke er blevet foreslået.

Kan solen gå ud?

Solsystemet er så komplekst og uudforsket, at sensationelle udsagn som: "Solen vil snart gå ud" eller omvendt, "Solens temperatur stiger, og snart vil livet på Jorden blive umuligt" lyder latterlige mildest t alt. Hvem kan lave sådanne forudsigelser uden at vide præcis hvilke mekanismeri hjertet af denne mystiske stjerne?!