看板 ott
作者 ott (寶貝)
標題 太陽與其表面的主要現象
時間 2011年01月18日 Tue. PM 10:40:43

   
 

http://w3.cyu.edu.tw/space/space-3-3.htm


太陽與其表面的主要現象



(1)太陽的結構







Fig.1  A schematic of the sun,        

showing some of it's primary features. Courtesy NASA.      

       

 





如上面示意圖(Fig.1)所顯示,太陽由內而外的結構是核心(Core)、輻射區(Radiation

Zone)、對流區(Convection Zone),接著是表層的光球層(Photosphere)與色球層(Chromosphere),最後是向外伸展的太陽大氣層(日冕        

, Corona)及向外噴射的太陽風(Solar Wind)。太陽表層有各種不同結構,有到處廣泛分布的顆粒狀組織(Granulation)、針狀結構(Spicules),以及局部磁場較強且溫度較低的太陽黑子(Sunspot),另外還有磁場開放區域的日冕洞(Coronal        

Hole
)會釋放出高速太陽風(High Speed Solar Wind),至於太陽邊緣出現的突出結構稱為日珥(Prominence)。





 



(2)      

太陽表面的各種活動性



 



太陽黑子(sunspot)



               

下圖(Fig.2)則是太陽黑子所呈現出的11年週期變化特性,其發生位置緯度逐年的紀錄出現有如蝴蝶狀的有趣圖案,其分步面積的大小則相對著太陽活躍的程度,由於黑子數最多的一、兩年,太陽表面的電漿與磁場的活動也最頻繁,因此被稱之為太陽黑子數目或太陽活動極大期(Solar

Maximum
)。相對的黑子數最少的一、兩年就被稱之為太陽黑子數目或太陽活動的極小期(Solar

Minimum
)。









Fig. 2 太陽黑子的週期性變化。 (太空教室與虛擬學習館 http://www.ss.ncu.edu.tw/~SpaceEdu提供)

     

 



日珥(prominance)





Fig.    

3  太陽邊緣所觀測到的日珥爆發

   

(This    

is a short film clip taken from a much longer movie of an erupting prominence    

courtesy of the Big Bear Solar Observatory. )  







太陽閃焰、耀斑      

(solar flare)



         

閃焰是太陽表面一種光度突然迅速增強的變化,經由太陽大氣層所建立之磁能的瞬間釋放所產生。其輻射放射涵蓋整個電磁波光譜,從無線電波、可見光、X射線直至加瑪射線(gamma  

rays)
mso-hansi-font-family:"Times New Roman"">,釋放的能量約為百萬個億萬噸級氫彈同時爆炸的大小。最早的觀測紀錄見於185991日,分別由Richard  

C. Carrington
Richard  

Hodgson
在觀測太陽黑子時看到白光的閃焰。









         

當磁能被釋放時,太陽大氣層裡的粒子包含電子、質子與重原子核皆被加速與加熱,閃焰釋放能量的典型量級是1027爾格/新細明體;mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"">秒,大閃焰可高達1032爾格/新細明體;mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"">秒。能量超過千萬次火山爆發所釋放的總能量,但仍低於太陽每秒總釋放能量的十分之一。





         

閃焰發生通常分為三個階段,最先是(precursor)前兆mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language:ZH-TW;mso-bidi-language:AR-SA">階段,磁能的釋放剛被觸發,這時可偵測到軟X射線,接著是(impulsive) mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language:ZH-TW;mso-bidi-language:AR-SA">脈衝式階段,質子與電子被加速到1MeVEN-US;mso-fareast-language:ZH-TW;mso-bidi-language:AR-SA">,同時射出無線電波、硬X射線與mso-bidi-language:AR-SA">加瑪射線;最後逐步減弱進入第三階段(decay),此時可測得X射線。整個過程短則數秒,長可至一小時。下圖(圖4)為地面太陽天文台的閃焰觀測紀錄。

 





Fig.  

4  太陽閃焰的觀測紀錄

   

(Movie    

Credit: This film clip taken from a longer movie by Big Bear Solar Observatory    

of a flare that occurred on April 7, 1997)

   

 



日冕物質噴射    

(coronal mass ejection, CME)





Fig.  

5  在SMM衛星上日冕儀拍攝的日冕物質噴射

   

(Images    

within this animation are from the coronograph aboard the Solar Maximum Mission    

(SMM) and were provided courtesy of Arthur J. Hundhausen of HAO and NASA)

   

 



*****更多即時的太陽CME即時觀測電影    

( SOHO衛星    

LASCO/EIT
 
) *****

   

 參考資料: 太空教室與虛擬學習館      

(http://www.ss.ncu.edu.tw/~SpaceEdu)



                           

 太空天氣基本觀念       


 




 
 


















※ 編輯: ott 時間: 2013-02-27 11:10:25
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