Solar corona: paglalarawan, mga tampok, liwanag at mga kawili-wiling katotohanan

2024 May -akda: Henry Conors | [email protected]. Huling binago: 2024-02-12 14:00

Ang araw ay isang malaking globo ng mga mainit na gas na gumagawa ng napakalaking enerhiya at liwanag at ginagawang posible ang buhay sa Earth.

Ang celestial na bagay na ito ang pinakamalaki at pinakamalaki sa solar system. Mula sa Earth hanggang dito, ang distansya ay mula sa 150 milyong kilometro. Tumatagal ng humigit-kumulang walong minuto para maabot tayo ng init at sikat ng araw. Ang distansyang ito ay tinatawag ding eight light minutes.

Ang bituin na nagpapainit sa ating mundo ay binubuo ng ilang panlabas na layer gaya ng photosphere, chromosphere at solar corona. Ang mga panlabas na layer ng kapaligiran ng Araw ay lumilikha ng enerhiya sa ibabaw na bumubula at sumasabog palabas sa loob ng bituin, at kinikilala bilang sikat ng araw.

Mga bahagi ng panlabas na layer ng Araw

Ang layer na nakikita natin ay tinatawag na photosphere o globo ng liwanag. Ang photosphere ay minarkahan ng maliwanag, umuusok na mga butil ng plasma at mas madidilim, mas malamig na mga sunspot na nangyayari kapag ang mga magnetic field ng araw ay napunit sa ibabaw. Lumilitaw ang mga spot at gumagalaw sa disk ng Araw. Sa pagmamasid sa kilusang ito, napagpasyahan ng mga astronomo na ang ating luminaryumiikot sa axis nito. Dahil ang Araw ay walang solidong base, iba't ibang rehiyon ang umiikot sa iba't ibang bilis. Ang mga rehiyon ng ekwador ay kumukumpleto ng isang buong bilog sa loob ng humigit-kumulang 24 na araw, habang ang mga polar rotation ay maaaring tumagal ng higit sa 30 araw (upang makumpleto ang isang pag-ikot).

Ano ang photosphere?

Ang photosphere ay pinagmumulan din ng mga solar flare: mga apoy na umaabot ng daan-daang libong milya sa ibabaw ng Araw. Ang mga solar flare ay gumagawa ng mga pagsabog ng X-ray, ultraviolet, electromagnetic radiation at radio wave. Ang pinagmulan ng X-ray at radio emission ay direkta mula sa solar corona.

Ano ang chromosphere?

Ang zone na nakapalibot sa photosphere, na siyang panlabas na shell ng Araw, ay tinatawag na chromosphere. Isang makitid na rehiyon ang naghihiwalay sa corona mula sa chromosphere. Ang temperatura ay tumataas nang husto sa rehiyon ng paglipat, mula sa ilang libong digri sa chromosphere hanggang sa mahigit isang milyong digri sa korona. Ang chromosphere ay naglalabas ng mapula-pulang liwanag, tulad ng mula sa pagkasunog ng sobrang init na hydrogen. Ngunit ang pulang gilid ay makikita lamang sa panahon ng eclipse. Sa ibang pagkakataon, ang liwanag mula sa chromosphere sa pangkalahatan ay masyadong mahina upang makita laban sa maliwanag na photosphere. Mabilis na bumababa ang density ng plasma, lumilipat paitaas mula sa chromosphere patungo sa corona sa pamamagitan ng transition region.

Ano ang solar corona? Paglalarawan

Ang mga astronomo ay walang kapagurang nag-iimbestiga sa misteryo ng solar corona. Ano siya?

Ito ang kapaligiran ng Araw o ang panlabas na layer nito. Ang pangalan na ito ay ibinigay dahilna ang hitsura nito ay nagiging maliwanag kapag naganap ang kabuuang solar eclipse. Ang mga particle mula sa corona ay umaabot sa kalawakan at, sa katunayan, umabot sa orbit ng Earth. Ang hugis ay pangunahing tinutukoy ng magnetic field. Ang mga libreng electron sa paggalaw ng corona sa mga linya ng magnetic field ay bumubuo ng maraming iba't ibang mga istraktura. Ang mga hugis na nakikita sa korona sa itaas ng mga sunspot ay kadalasang hugis horseshoe, na higit pang nagpapatunay na sumusunod ang mga ito sa mga linya ng magnetic field. Mula sa tuktok ng naturang "mga arko", ang mga mahahabang streamer ay maaaring pahabain, sa layo ng diameter ng Araw o higit pa, na parang may ilang proseso na humihila ng materyal mula sa tuktok ng mga arko patungo sa kalawakan. Kabilang dito ang solar wind, na umiihip palabas sa ating solar system. Pinangalanan ng mga astronomo ang naturang phenomena na "serpentine helmet" dahil sa kanilang pagkakahawig sa mga tulis-tulis na helmet na isinusuot ng mga kabalyero at ginamit ng ilang sundalong Aleman bago ang 1918

Ano ang gawa sa korona?

Ang materyal kung saan nabuo ang solar corona ay sobrang init, na binubuo ng rarefied plasma. Ang temperatura sa loob ng korona ay higit sa isang milyong degrees, nakakagulat na mas mataas kaysa sa temperatura sa ibabaw ng Araw, na humigit-kumulang 5500 °C. Ang pressure at density ng corona ay mas mababa kaysa sa atmospera ng Earth.

Sa pamamagitan ng pagmamasid sa nakikitang spectrum ng solar corona, ang mga maliliwanag na linya ng paglabas ay natagpuan sa mga wavelength na hindi tumutugma sa mga kilalang materyales. Kaugnay nito, iminungkahi ng mga astronomo ang pagkakaroon ng "coronium"bilang pangunahing gas sa corona. Ang tunay na katangian ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nanatiling isang misteryo hanggang sa matuklasan na ang mga coronal gas ay sobrang init sa itaas ng 1,000,000 °C. Sa ganoong kataas na temperatura, ang dalawang nangingibabaw na elemento, hydrogen at helium, ay ganap na wala sa kanilang mga electron. Kahit na ang mga menor de edad na sangkap tulad ng carbon, nitrogen at oxygen ay hinubad sa hubad na nuclei. Tanging ang mga mas mabibigat na sangkap (iron at calcium) ang makakapagpanatili ng ilan sa kanilang mga electron sa mga temperaturang ito. Ang paglabas mula sa mga napaka-ionized na elementong ito na bumubuo sa mga spectral na linya ay nanatiling misteryo sa mga naunang astronomo hanggang kamakailan.

Liwanag at kawili-wiling katotohanan

Ang solar surface ay masyadong maliwanag at, bilang panuntunan, ang solar atmosphere nito ay hindi naa-access sa ating paningin, ang korona ng Araw ay hindi rin nakikita ng mata. Ang panlabas na layer ng atmospera ay masyadong manipis at mahina, kaya maaari lamang itong makita mula sa Earth sa oras na ang isang solar eclipse ay nangyayari o may isang espesyal na teleskopyo ng coronagraph na ginagaya ang isang eclipse sa pamamagitan ng pagtakip sa maliwanag na solar disk. Ang ilang coronograph ay gumagamit ng ground-based telescope, ang iba ay isinasagawa sa mga satellite.

Ang liwanag ng solar corona sa X-ray ay dahil sa napakalaking temperatura nito. Sa kabilang banda, ang solar photosphere ay naglalabas ng napakakaunting X-ray. Nagbibigay-daan ito sa corona na matingnan sa buong disk ng Araw kapag naobserbahan natin ito sa X-ray. Para dito, ginagamit ang mga espesyal na optika, na nagbibigay-daan sa iyo upang makita ang mga x-ray. ATNoong unang bahagi ng 1970s, ang unang istasyon ng kalawakan ng US, ang Skylab, ay gumamit ng X-ray telescope, kung saan ang solar corona at mga sunspot o butas ay malinaw na nakikita sa unang pagkakataon. Sa nakalipas na dekada, isang malaking halaga ng impormasyon at mga imahe sa korona ng Araw ang ibinigay. Sa tulong ng mga satellite, nagiging mas madaling ma-access ang solar corona para sa bago at kawili-wiling mga obserbasyon sa Araw, mga tampok nito at dynamic na kalikasan.

Temperatura ng Araw

Bagaman ang panloob na istraktura ng solar core ay nakatago mula sa direktang pagmamasid, maaari itong mahihinuha gamit ang iba't ibang mga modelo na ang pinakamataas na temperatura sa loob ng ating bituin ay humigit-kumulang 16 milyong degrees (Celsius). Ang photosphere - ang nakikitang ibabaw ng Araw - ay may temperatura na humigit-kumulang 6000 degrees Celsius, ngunit tumataas ito nang napakatindi mula 6000 degrees hanggang ilang milyong degrees sa corona, sa rehiyong 500 kilometro sa itaas ng photosphere.

Mas mainit ang araw sa loob kaysa sa labas. Gayunpaman, ang panlabas na kapaligiran ng Araw, ang corona, ay talagang mas mainit kaysa sa photosphere.

Noong huling bahagi ng thirties, natuklasan nina Grotrian (1939) at Edlen na ang kakaibang spectral lines na naobserbahan sa spectrum ng solar corona ay ibinubuga ng mga elemento tulad ng iron (Fe), calcium (Ca) at nickel (Ni) sa napakataas na yugto ng ionization. Napagpasyahan nila na ang coronal gas ay napakainit, na may temperaturang lampas sa 1 milyong degrees.

Ang tanong kung bakit napakainit ng korona ng araw ay nananatiling isa sa mga pinakakapana-panabik na palaisipan sa astronomiya.sa nakalipas na 60 taon. Wala pang tiyak na sagot sa tanong na ito.

Bagaman ang solar corona ay hindi katimbang ng init, mayroon din itong napakababang density. Kaya, isang maliit na bahagi lamang ng kabuuang solar radiation ang kinakailangan upang pakainin ang korona. Ang kabuuang lakas na ibinubuga sa X-ray ay halos isang milyon lamang ng kabuuang ningning ng Araw. Ang isang mahalagang tanong ay kung paano dinadala ang enerhiya sa corona at kung anong mekanismo ang responsable para sa transportasyon.

Mga mekanismo para sa pagpapagana ng solar corona

Ilang iba't ibang mekanismo ng corona power ang iminungkahi sa mga nakaraang taon:

• Acoustic waves.
• Mabilis at mabagal na magneto-acoustic wave ng mga katawan.
• Alfven wave body.
• Mabagal at mabilis na magneto-acoustic surface wave.
• Ang kasalukuyang (o magnetic field) ay dissipation.
• Mga daloy ng mga particle at magnetic flux.

Ang mga mekanismong ito ay nasubok pareho sa teorya at eksperimental at hanggang sa kasalukuyan ay ang mga acoustic wave lang ang hindi pinalabas.

Hindi pa napag-aaralan kung saan nagtatapos ang itaas na hangganan ng korona. Ang Earth at iba pang mga planeta ng solar system ay matatagpuan sa loob ng corona. Ang optical radiation ng corona ay inoobserbahan sa 10-20 solar radii (sampu-sampung milyong kilometro) at pinagsama sa phenomenon ng zodiacal light.

Magnetic Corona Solar Carpet

Kamakailan, ang "magnetic carpet" ay na-link sa coronal heating puzzle.

Ang mga obserbasyon ng mataas na spatial resolution ay nagpapakita na ang ibabaw ng Araw ay natatakpan ng mahihinang magnetic field na nakakonsentra sa maliliit na bahagi ng magkasalungat na polarity (carpet magnet). Ang mga magnetic concentration na ito ay pinaniniwalaan na ang mga pangunahing punto ng mga indibidwal na magnetic tube na may dalang electrical current.

Ang mga kamakailang obserbasyon sa "magnetic carpet" na ito ay nagpapakita ng isang kawili-wiling dynamic: ang mga photospheric magnetic field ay patuloy na gumagalaw, nakikipag-ugnayan sa isa't isa, nawawala at lumalabas sa loob ng napakaikling panahon. Maaaring baguhin ng magnetic reconnection sa pagitan ng magnetic field ng kabaligtaran na polarity ang topology ng field at maglabas ng magnetic energy. Ang proseso ng muling pagkonekta ay magwawaldas din ng mga de-koryenteng agos na nagko-convert ng elektrikal na enerhiya sa init.

Ito ay isang pangkalahatang ideya kung paano maaaring kasangkot ang magnetic carpet sa pag-init ng coronal. Gayunpaman, hindi mapagtatalunan na ang "magnetic carpet" sa huli ay malulutas ang problema ng coronal heating, dahil ang isang quantitative na modelo ng proseso ay hindi pa iminungkahi.

Maaari bang sumikat ang Araw?

Ang solar system ay napakasalimuot at hindi pa natutuklasan na ang mga nakakagulat na pahayag gaya ng: “Ang araw ay malapit nang lumubog” o, sa kabaligtaran, “Ang temperatura ng Araw ay sumisikat at sa lalong madaling panahon ang buhay sa Mundo ay magiging imposible” ay parang katawa-tawa upang sabihin ang hindi bababa sa. Sino ang maaaring gumawa ng gayong mga hula nang hindi alam kung ano mismo ang mga mekanismosa puso ng misteryosong bituin na ito?!