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陈宝群 （陕西师范大学旅游与环境学院，陕西西安710062） 日冕温度比太阳表面更炽热的现象让科学家迷惑了数十年，克利姆昆克和同事们建立了一个纳米耀斑理论模型，其中包含着热气体环状结构，这是在太阳表面之上弧状排列构成日冕的主要成分。他在2009年8月6日巴西里约热内卢召开的国际天文学大会上指出，日冕环是构成日冕的基础性物质，它们的外形是由磁场作用形成的，磁场能够指引等离子体的热流动气体移动。这些日冕环是由单独的小型磁场管或磁场束构成，温度可达到数百万摄氏度，即使当太阳表面仅有9000多摄氏度时。目前较大的太阳耀斑可通过人造卫星或地面基础的望远镜进行观测，当出现太阳耀斑时会干扰地面的电子通讯网络，而纳米耀斑却非常小，直到目前为止，并未发现纳米耀斑存在的直接证据。 最近，科学家在太阳周围发现了瑞典物理学家阿尔芬提出的“阿尔芬波”（授狐科学，太阳磁波能量巨大或破解太阳外层高温之谜，2011，http://it.sohu.com/20110808/n315766030.shtml）。阿尔芬波又称“磁流体动力波”，是等离子体内沿磁场方向传播的特殊低频电磁波。据了解，研究小组利用美国宇航局的太阳能动力天文卫星拍摄到了太阳的结构和运动，图片十分清晰珍贵，每12秒达到了540英里分辨率。过去一直没有充分的证据证明太阳大气中的磁波具有可以支持日冕活动的足够强大能量，这次的发现要远远超过曾发现的磁波能量，甚至比曾经的磁波强一百倍之多。研究合作人太阳物理学家斯科特·麦金托什（Scott McIntosh）肯定的表示，这些磁波的确拥有供给太阳大气活动的足够能量，它们十分强大。 日常生活中，离热源越远处温度越低，而太阳大气的情况却截然相反，光球顶部接近色球处的温度差不多是4300℃，到了色球顶部温度竟高达几万度，再往上，到了日冕区温度陡然升至上百万度，正是这种反常增温现象造成了日冕高温之谜。目前虽然发现了足够的磁波能量，但依然无法清楚解释太阳大气中的磁波究竟如何对日冕进行加热和驱动（授狐科学，太阳磁波能量巨大或破解太阳外层高温之谜，2011，http://it.sohu.com/20110808/n315766030.shtml），其中一个重要原因可能在于人们忽视了日冕物质稀薄的特点，这一特点可以从过去对于太阳风的研究中得到。太阳风是从日冕冕洞中喷射出来的物质粒子流，主要成分是氢粒子和氦粒子。太阳风密度很小，一般情况下，在地球附近的行星际空间中，每立方厘米只有几个到几十个粒子。虽然日冕区温度达到上百万度，与太阳光球温度差别甚巨，而色球顶部高达数万度，从而显示出日冕区高温形成的渐变特征。可以结合太阳大气各层物质密度的差别（注：作者目前未获得可靠数据），从热通量角度解决日冕高温之谜。 阿尔芬波是等离子体中传播的低频电磁波，一般而言，低频波具有更好的传输效率，我们有理由相信起源于太阳大气对流层的阿尔芬波，即使穿越色球层，其携带的能量足够加热日冕物质，由于太阳日冕的物质密度更为稀薄，升温作用应该比色球层更为明显。如果仅仅考虑热通量因素，不同高度太阳大气层的物质密度差异难以造成实际观察到的日冕与色球层之间的巨大温差。我们知道，阿尔芬波的传播与稳定的磁场结构有关，低温等离子体更有利于阿尔芬波的传播，而高温等离子体更易于吸收阿尔芬波携带的能量，这样物质密度稀薄造成的初始温度差异势必加剧日冕对阿尔芬波的吸收，形成有效的日冕升温正反馈机制。 致谢：本文观念是在与陕西师范大学旅游与环境学院地理教育与环境科学专业学生以及网友交流的过程中逐步形成的，对他们给予个人的宝贵支持表示由衷的感谢。 又及：太阳内部与太阳大气间的热量传输机制需要深入研究，具体到日冕高温这个未解之谜而言，太阳大气物质密度差异是需要强调的一个重点，这是物质不灭与能量守恒定律告诉我们的。 作者简介：陈宝群（1969-）,男（汉族），江苏南通人，讲师，博士，主要从事自然地理研究。E-mail：chenbaoqun@sina.com。电话：13772165023 2013年3月17日初稿，3月18日定稿，2019年12月9日补充了又及的说明，又及部分强调的才是真正的重点。 |
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