天文学家:为什么最外层的日冕比太阳表面的温度更高?(天文学家为什么会感到害怕)

图源：四川观察

10月15日6:30，黑龙江大兴安岭漠河市图强林业局上空大太阳左右两侧出现两个“小太阳”，并且有光泽。当地人称是。“双挂耳”。这种现象是由于最近大兴安岭降雪后气温骤降和空气干冷造成的“幻日”。

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人类第一次拍到离太阳最近的照片，在离太阳表面7700万公里的地方，微。

近距离拍摄太阳：微小的耀斑在狂舞。|ESA

7月16日，欧洲航天局（ESA）和美国航天局（NASA）合作的太阳轨道飞机发布了一张最新的照片。照片中，太阳的日冕充满了成千上万的微斑，就像一堆营火在狂舞，被科学家形象地称为“营火”（campfire）。

这是人类迄今为止拍摄的最接近太阳的照片，距离太阳表面只有7700万公里，大约是地球到太阳的一半。

丹尼尔是参与这项任务的科学家·穆勒（Daniel Muller）兴奋地说：“我们从来没有用相机如此接近太阳，这只是太阳轨道飞机漫长史诗之旅的开始。”

拍摄太阳最近距离的照片

希腊神话中，能工巧匠戴达洛斯以蜡结合鸟羽做成翅膀，携儿子伊卡洛斯一起飞离克里特岛。伊卡洛斯兴奋地朝向太阳飞去，越飞越高，竟被太阳融化双翼，跌落水中丧生。

太阳的高温一直是我们日复一日的障碍。作为人类最熟悉的天体，各种古籍只描述太阳“大火球”。可以想象，这颗太阳卫星为了抵御太阳的热量，必然经历了极端的考验。

太阳轨道飞机于今年2月10日起飞，其大部分设备安装在一层40厘米厚的金属钛保温罩后面，以保护飞机和上述仪器免受太阳热的伤害。经过测试，它能抵抗500摄氏度的高温，并能承受卫星在地球轨道上体验的13倍的太阳热。

虽然隔热罩的前端在靠近太阳时会承受剧烈的高温，但由于其屏蔽作用，后面的仪器将保持在50摄氏度的凉爽环境中。

飞机上有6台遥感器和望远镜，用于拍摄太阳的表面特征和周围环境，以及安装在飞机上的4台原位仪器，以监测周围环境，如太阳风的活动、带电粒子流的运动等。结合这两种仪器的数据，科学家们可以拼凑出更完整的太阳和各种太阳活动的图像。

事实上，美国宇航局于2018年发射“帕克太阳探测器”你可以到达离太阳更近的地方——在整个任务期间，它将达到离太阳表面620万公里的距离.04个天文单位，地球到太阳的距离是一个天文单位)，但是因为离太阳这么近，周围环境太差，它没有携带面向太阳的相机。

此外，虽然位于夏威夷岛的太阳望远镜可以拍摄更高分辨率的太阳照片，但由于地球大气会过滤掉一些紫外线和X射线，这些照片并不能完全捕捉太阳的光线。

太阳表面被称为“营火”微小耀斑。| Solar Orbiter/EUITeam/ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL

太阳表面的新景观

2020年5月30日，当太阳轨道飞行器运行到近日点，也就是它的椭圆轨道上最接近太阳的地方时，上面的极紫外线成像仪（EUI）拍摄了太阳的第一张照片。此时距太阳表面仅7700万公里(00.5个天文单位)，大约是地球到太阳的一半。

从地球上看，太阳似乎很平静，但当我们仔细观察时，我们可以看到太阳的表面到处都是微小的斑点。这些微型斑点的大小只有地球上可见的太阳斑的百万分之一甚至数亿分之一。

新发现的微小营火(白色箭头)被太阳轨道飞机拍摄，作为比较，左下角的圆圈表示地球的大小。| Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC,ROB, UCL/MSSL

耀斑是太阳表面突然产生的明亮爆发，被认为是由太阳磁场相互作用引起的高能喷发。虽然科学家们不知道这些微型耀斑是地球上更大的微型版本，或者是由完全不同的机制产生的，但他们认为有这么多“营火”整体效果的结合可能会导致日冕如此燃烧。

日冕是太阳大气的最外层。长期以来，有一个问题困扰着天文学家：为什么最外层的日冕比太阳表面的温度更高？你知道，太阳表面的温度大约是“只有”5500摄氏度，但更外层的日冕的温度却达到了惊人的100万摄氏度，是太阳表面温度的数百倍。

经过几十年的研究，我们仍然没有完全理解这一奇怪现象背后的物理机制，这已经成为太阳物理学“圣杯”。要彻底解决这个问题可能很早，但科学家们希望太阳轨道飞机能帮助我们进一步回答这个问题。

太阳的核心温度可以达到难以想象的1500万摄氏度，包括辐射层、对流层、光球层和大气层。光球层是人类肉眼可见的太阳表面。只有当光球层到达时，太阳才会发出明亮的可见光。光球层上寒冷黑暗的区域是我们熟悉的太阳黑子。光球层外是太阳的大气层（包括色球层），日冕是太阳大气的最外层。