日冕为啥要采用不同的仪器进行观测

[正文]日冕为啥要采用不同的仪器进行观测

　　在1931年发明日冕仪以前，人们只能在日全食时观测到日冕，因为它的亮度仅为[[光球]]的百万分之一左右，约相当于满月的亮度。在平时，地面上大气的散射光和观测仪器的散射光，会大大超过日冕本身的亮度而将它淹没。那么，天文现象为你解答日冕为啥要采用不同的仪器进行观测？

　　观测
　　通过x射线或远紫外线照片，可以看到日冕中有大片不规则的暗黑区域，这称为冕洞。

　　日冕辐射的波段范围很广，从x射线、可见光到波长很长的射电波，因此必须采用不同的仪器进行观测。

　　在1931年发明日冕仪以前，人们只能在日全食时观测到日冕，因为它的亮度仅为[[光球]]的百万分之一左右，约相当于满月的亮度。在平时，地面上大气的散射光和观测仪器的散射光，会大大超过日冕本身的亮度而将它淹没。日全食时太阳光球被月球遮住，大气和仪器的散射光随之减弱，这样就能很方便地观测到日冕。尽管日全食的机会不多，天文工作者仍作很大努力把仪器装备运到发生日全食的地点去从事观测，这是因为有一些观测（如验证爱因斯坦相对论和研究外冕等）只能在日全食时进行。平时要观测日冕，必须使用能最大限度地消除仪器散射光的日冕仪。为了克服大气散射光的影响，必须把日冕仪安置在高山上。不过用日冕仪也只能观测到内冕，而且只能得到白光日冕的部分信息。由于空间探测事业的发展，人们已将日冕仪放在火箭、轨道天文台或天空实验室上进行大气外观测。这样，不仅可以观测日冕的可见光波段，而且可以对紫外、远紫外和x射线辐射进行探测，同时也能在行星际空间对太阳风取样。有几个射电波段的辐射能够透过地球大气层，所以在地面上可用射电望远镜对日冕作常规的观测（见太阳射电）。

　　1868年，法国天文学家皮埃尔j.c.詹森在印度对一次日食进行观测时，曾对日冕谱线进行了记录，并将记录寄给了英国天文学家约瑟夫诺曼洛克伊尔，他是一位公认的光谱学专家。通过认真的研究，洛克伊尔认为这些谱线意味着在太阳大气中存在一种未知的新元素，他将其命名为“氦”，这个称谓在希腊语中意思是“太阳”，也就是“太阳中含有的元素”的意思。不过，这论断没过多久就被推翻了。

　　1895年，苏格兰化学家威廉姆雷姆塞发现在地球上同样存在“氦”。而“氦”是已知的唯一一种最先被发现于地球以外的天体上的元素。

　　1931年，法国天文学家博纳德弗第南德李奥特发明了日冕仪，这一发明使人们在阳光普照时也能够对日冕产生的光线进行观测。在这一仪器的帮助下，我们最终发现日冕是太阳的一部分。当时，人们在对日冕进行研究时发现，日冕产生的谱线并不属于光谱中的某一范围。

　　日冕还产生其他一些奇特的谱线，但这并不意味日冕中还存在什么未知的元素。反之，这些谱线说明日冕中所含元素的原子中都含有不同数量的电子，而在高温条件下，某些电子将脱离原子的束缚。1942年，瑞典物理学家本杰特爱德兰认为日冕中的某些特殊谱线是铁、碳和镍原子在失去电子的情况下产生的。

　　日冕并没有突出的边缘，而是不断延伸，逐渐与整个太阳系融为一体，并在延伸的过程中逐渐减弱，直至对行星的运动无法构成任何可观的影响为止。太阳蕴含的热量将驱使带电粒子沿不同方向向太阳外部迸射，美国物理学家尤金纽曼巴克尔于1959年时曾经对此做出预言。

　　1962年，“水手-2号”探测器升至太空抵达金星时所探测到的结果验证了这个预言。这种带电粒子的迸射被人们称为“太阳风”，其速度为400—700公里/秒。“太阳风”的作用使各彗星的尾部均指向背离太阳的方向。同时，构成“太阳风”的带电粒子还会不断撞击各个行星，而且如果行星上具有南北极（正如地球上那样），那么带电粒子将由其北极向南极运动。

　　二十世纪70年代的空间探测器观测发现，日冕中有大片形状不规则的黑暗区域，称为冕洞。冕洞是日冕的低温、低密度区，大致可分为3种：极区冕洞、孤立冕洞和延伸冕洞。极区冕洞经常存在南北极区，孤立的中低纬冕洞尺度较小，从极区向赤道发展延伸的冕洞寿命较长，是高速太阳风的重要源泉。当太阳上有强烈x射线耀斑爆发和日冕物质抛射时，部分强大的等离子流飞达地球附近，往往引起很大的磁暴与强烈的极光，同时也发生电离层骚扰，影响地球短波通讯和卫星通讯。地球两极则会出现千姿百态的美丽极光。

　　2015年1月1日，美国宇航局太阳动力学观测卫星大气成像组件拍摄到了太阳上的一个神秘现象——一片巨大的“黑洞”出现在太阳的南极区域，几乎覆盖了太阳的1/4。科学家表示，这片黑洞是一个巨大的日冕洞，它是太阳日冕层的一块黑暗、低密度区域。在远紫外光的照射下，它看起来黯淡无光，仿佛是深入太阳中心的黑色深渊。

　　虽然从卫星图像上来看，日冕洞并没有太阳活动，但实际上它释放着猛烈的太阳风暴，并以500英里/秒的速度喷涌太阳粒子，是别处太阳风速度的3倍。科学家仍在研究造成日冕洞的具体原因，但它似乎与磁场活动增强的区域有关。nasa表示，日冕洞是太阳目前最显着的特征之一。nasa还表示，“由于日冕洞位于太阳最南边，太阳风对地球上的人类产生影响的可能性不大。”

　　2015年5月，美国宇航局公布太阳表面壮观的日冕环，太阳动力学天文台搭载的大气成像组件负责拍摄太阳大气层。它在不同波段进行拍摄，每十秒钟收集十张不同波长的成像数据，以揭示太阳表面变化和内部变化之间的联系。图中的冕环非常清晰，蓝色区域和黄色区域分别表示磁场的两极，下面还覆盖叠加了日球层磁场观测仪观察到的磁场数据。