Corona mặt trời: mô tả, tính năng, độ sáng và sự thật thú vị

2024 Tác giả: Henry Conors | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-12 14:33

Mặt trời là một khối cầu khí nóng khổng lồ tạo ra năng lượng và ánh sáng khổng lồ, giúp sự sống trên Trái đất trở nên khả thi.

Thiên thể này lớn nhất và nặng nhất trong hệ mặt trời. Từ Trái đất đến nó, khoảng cách là 150 triệu km. Mất khoảng tám phút để nhiệt và ánh sáng mặt trời tiếp cận chúng ta. Khoảng cách này còn được gọi là tám phút ánh sáng.

Ngôi sao sưởi ấm trái đất của chúng ta được tạo thành từ một số lớp bên ngoài như quang quyển, sắc quyển và nhật quang. Các lớp bên ngoài của bầu khí quyển Mặt trời tạo ra năng lượng trên bề mặt làm bong bóng và nổ ra từ bên trong ngôi sao, và được xác định là ánh sáng mặt trời.

Các thành phần của lớp ngoài cùng của Mặt trời

Lớp mà chúng ta nhìn thấy được gọi là quang quyển hay quả cầu ánh sáng. Quang quyển được đánh dấu bằng các hạt plasma sáng, sôi sục và các vết đen, vết đen lạnh hơn xảy ra khi từ trường của mặt trời xuyên qua bề mặt. Các đốm xuất hiện và di chuyển trên đĩa Mặt trời. Quan sát chuyển động này, các nhà thiên văn học kết luận rằngquay quanh trục của nó. Vì Mặt Trời không có đế vững chắc nên các vùng khác nhau quay với tốc độ khác nhau. Các vùng xích đạo hoàn thành một vòng tròn đầy đủ trong khoảng 24 ngày, trong khi các vòng quay ở cực có thể mất hơn 30 ngày (để hoàn thành một vòng quay).

Photosphere là gì?

Quang quyển cũng là nguồn gốc của pháo sáng Mặt trời: ngọn lửa kéo dài hàng trăm nghìn dặm trên bề mặt Mặt trời. Pháo sáng mặt trời tạo ra các vụ nổ tia X, tia cực tím, bức xạ điện từ và sóng vô tuyến. Nguồn phát xạ tia X và vô tuyến trực tiếp từ hào quang mặt trời.

Sắc quyển là gì?

Vùng bao quanh quang quyển, là lớp vỏ bên ngoài của Mặt trời, được gọi là sắc quyển. Một vùng hẹp ngăn cách hào quang khỏi sắc quyển. Nhiệt độ tăng mạnh trong vùng chuyển tiếp, từ vài nghìn độ trong khí quyển đến hơn một triệu độ trong vầng hào quang. Sắc quyển phát ra ánh sáng đỏ như từ quá trình đốt cháy hydro quá nhiệt. Nhưng vành màu đỏ chỉ có thể được nhìn thấy khi nguyệt thực. Vào những lúc khác, ánh sáng từ quang quyển thường quá mờ để có thể nhìn thấy so với quang quyển sáng. Mật độ plasma giảm nhanh chóng, di chuyển lên trên từ sắc quyển đến hào quang thông qua vùng chuyển tiếp.

Corona mặt trời là gì? Mô tả

Các nhà thiên văn đang điều tra không mệt mỏi bí ẩn về vành nhật hoa. Cô ấy như thế nào?

Đây là bầu khí quyển của Mặt trời hoặc lớp bên ngoài của nó. Tên này được đặt bởi vìrằng sự xuất hiện của nó trở nên rõ ràng khi xảy ra nhật thực toàn phần. Các hạt từ vành nhật hoa vươn xa ra ngoài không gian và trên thực tế, đạt đến quỹ đạo của Trái đất. Hình dạng chủ yếu được xác định bởi từ trường. Các electron tự do trong hào quang chuyển động dọc theo các đường sức từ tạo thành nhiều cấu trúc khác nhau. Các hình dạng nhìn thấy trong vầng hào quang phía trên các vết đen thường có hình móng ngựa, càng khẳng định rằng chúng tuân theo các đường sức từ. Từ đỉnh của những "vòm" như vậy, các bộ phát sóng dài có thể kéo dài ra, ở khoảng cách bằng đường kính Mặt trời hoặc thậm chí hơn, như thể một quá trình nào đó đang kéo vật chất từ đỉnh của vòm vào không gian. Điều này liên quan đến gió mặt trời, thổi ra ngoài qua hệ mặt trời của chúng ta. Các nhà thiên văn đã đặt tên cho hiện tượng như vậy là "mũ bảo hiểm ngoằn ngoèo" vì chúng giống với mũ răng cưa của các hiệp sĩ và được một số binh sĩ Đức sử dụng trước năm 1918

Vương miện làm bằng gì?

Vật liệu hình thành nên vầng hào quang mặt trời cực kỳ nóng, bao gồm plasma hiếm. Nhiệt độ bên trong vầng hào quang là hơn một triệu độ, đáng ngạc nhiên là cao hơn nhiều so với nhiệt độ trên bề mặt Mặt trời, khoảng 5500 ° C. Áp suất và mật độ của vành nhật hoa thấp hơn nhiều so với trong bầu khí quyển của Trái đất.

Bằng cách quan sát quang phổ khả kiến của vầng hào quang Mặt Trời, người ta đã tìm thấy các vạch phát xạ sáng ở bước sóng không trùng với các vật liệu đã biết. Về vấn đề này, các nhà thiên văn đã gợi ý về sự tồn tại của "coronium"là khí chính trong vành nhật hoa. Bản chất thực sự của hiện tượng này vẫn còn là một bí ẩn cho đến khi người ta phát hiện ra rằng khí tràng hoa đã bị siêu nóng trên 1.000.000 ° C. Với nhiệt độ cao như vậy, hai nguyên tố chiếm ưu thế là hydro và heli hoàn toàn không có electron. Ngay cả các chất nhỏ như carbon, nitơ và oxy cũng bị biến thành hạt nhân trần. Chỉ những thành phần nặng hơn (sắt và canxi) mới có thể giữ lại một số điện tử của chúng ở nhiệt độ này. Sự phát xạ từ các nguyên tố bị ion hóa cao này tạo thành các vạch quang phổ vẫn còn là một bí ẩn đối với các nhà thiên văn học sơ khai cho đến gần đây.

Sự tươi sáng và sự thật thú vị

Bề mặt mặt trời quá sáng và theo quy luật, bầu khí quyển của nó không thể tiếp cận được với tầm nhìn của chúng ta, vầng hào quang của Mặt trời cũng không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Lớp ngoài của khí quyển rất mỏng và yếu nên chỉ có thể nhìn thấy nó từ Trái đất vào thời điểm xảy ra nhật thực hoặc bằng kính thiên văn coronagraph đặc biệt mô phỏng nhật thực bằng cách che đĩa mặt trời sáng. Một số máy đo tử thi sử dụng kính thiên văn đặt trên mặt đất, một số khác được thực hiện trên vệ tinh.

Độ sáng của vầng hào quang mặt trời trong tia X là do nhiệt độ rất lớn của nó. Mặt khác, quang quyển của mặt trời phát ra rất ít tia X. Điều này cho phép quan sát các vầng hào quang trên đĩa Mặt trời khi chúng ta quan sát nó dưới dạng tia X. Đối với điều này, quang học đặc biệt được sử dụng, cho phép bạn nhìn thấy tia X. TẠIVào đầu những năm 1970, trạm vũ trụ đầu tiên của Hoa Kỳ, Skylab, đã sử dụng kính viễn vọng tia X, lần đầu tiên có thể nhìn thấy rõ ràng vầng hào quang và các vết đen hoặc lỗ của Mặt Trời. Trong suốt thập kỷ qua, một lượng lớn thông tin và hình ảnh về vành nhật hoa của Mặt trời đã được cung cấp. Với sự trợ giúp của vệ tinh, vành nhật hoa đang trở nên dễ tiếp cận hơn đối với các quan sát mới và thú vị về Mặt trời, các đặc điểm và bản chất động của nó.

Nhiệt độ mặt trời

Mặc dù cấu trúc bên trong của lõi mặt trời bị che khuất khỏi sự quan sát trực tiếp, nhưng có thể suy ra bằng nhiều mô hình khác nhau rằng nhiệt độ tối đa bên trong ngôi sao của chúng ta là khoảng 16 triệu độ C. Quang quyển - bề mặt có thể nhìn thấy của Mặt trời - có nhiệt độ khoảng 6000 độ C, nhưng nó tăng rất mạnh từ 6000 độ đến vài triệu độ trong vành nhật hoa, trong vùng 500 km trên quang quyển.

Mặt trời bên trong nóng hơn bên ngoài. Tuy nhiên, bầu khí quyển bên ngoài của Mặt trời, vành nhật hoa, thực sự nóng hơn cả quang quyển.

Vào cuối những năm ba mươi, Grotrian (1939) và Edlen đã phát hiện ra rằng các vạch quang phổ kỳ lạ quan sát được trong quang phổ của vầng hào quang Mặt Trời được phát ra bởi các nguyên tố như sắt (Fe), canxi (Ca) và niken (Ni) ở giai đoạn ion hóa rất cao. Họ kết luận rằng khí tràng hoa rất nóng, với nhiệt độ vượt quá 1 triệu độ.

Câu hỏi tại sao vành nhật hoa của mặt trời lại quá nóng vẫn là một trong những câu đố thú vị nhất của thiên văn học.hơn 60 năm qua. Vẫn chưa có câu trả lời chắc chắn cho câu hỏi này.

Mặc dù vầng hào quang mặt trời nóng không cân xứng, nhưng nó cũng có mật độ rất thấp. Do đó, chỉ một phần nhỏ của tổng bức xạ mặt trời là cần thiết để cung cấp cho hào quang. Tổng công suất phát ra trong tia X chỉ bằng khoảng một phần triệu tổng độ sáng của Mặt trời. Một câu hỏi quan trọng là năng lượng được vận chuyển đến vành nhật hoa như thế nào và cơ chế nào chịu trách nhiệm cho việc vận chuyển.

Cơ chế cung cấp năng lượng cho vầng hào quang mặt trời

Một số cơ chế năng lượng hào quang khác nhau đã được đề xuất trong nhiều năm:

• Sóng âm.
• Sóng âm từ tính nhanh và chậm của các vật thể.
• sóng Alfven.
• Sóng bề mặt từ âm chậm và nhanh.
• Dòng điện (hoặc từ trường) là sự tiêu tán.
• Dòng chảy của các hạt và từ thông.

Những cơ chế này đã được thử nghiệm cả về mặt lý thuyết và thực nghiệm và cho đến nay, chỉ có sóng âm mới bị loại trừ.

Nó vẫn chưa được nghiên cứu nơi ranh giới trên của vương miện kết thúc. Trái đất và các hành tinh khác của hệ Mặt trời đều nằm bên trong vành nhật hoa. Bức xạ quang học của vành nhật hoa được quan sát ở 10-20 bán kính mặt trời (hàng chục triệu km) và kết hợp với hiện tượng ánh sáng hoàng đạo.

Thảm năng lượng mặt trời Corona từ tính

Gần đây, "tấm thảm từ tính" được liên kết với câu đố về hệ thống sưởi ấm.

Các quan sát có độ phân giải không gian cao cho thấy bề mặt của Mặt trời được bao phủ bởi từ trường yếu tập trung ở những khu vực nhỏ đối cực (nam châm thảm). Các nồng độ từ tính này được cho là điểm chính của các ống từ tính riêng lẻ mang dòng điện.

Những quan sát gần đây về "tấm thảm từ trường" này cho thấy một động lực thú vị: từ trường quang quyển liên tục chuyển động, tương tác với nhau, tan biến và thoát ra ngoài trong một khoảng thời gian rất ngắn. Sự kết nối lại từ tính giữa một từ trường có cực tính ngược lại có thể thay đổi cấu trúc liên kết của trường và giải phóng năng lượng từ trường. Quá trình kết nối lại cũng sẽ làm tiêu tan các dòng điện biến năng lượng điện thành nhiệt.

Đây là ý tưởng chung về cách thảm từ có thể tham gia vào quá trình sưởi ấm xung quang. Tuy nhiên, không thể lập luận rằng “thảm từ tính” cuối cùng giải quyết được vấn đề đốt nóng tràng hoa, vì một mô hình định lượng của quá trình này vẫn chưa được đề xuất.

Mặt trời có thể tắt?

Hệ mặt trời rất phức tạp và chưa được khám phá nên những câu nói giật gân như: "Mặt trời sẽ sớm tắt" hoặc ngược lại, "Nhiệt độ Mặt trời đang tăng và chẳng bao lâu nữa sự sống trên Trái đất sẽ trở nên vô lý" để nói rằng ít nhất. Ai có thể đưa ra dự đoán như vậy mà không biết chính xác cơ chế nàoở trung tâm của ngôi sao bí ẩn này ?!