日珥是突出日面边缘外的一种活动现象。早在公元前1400年前我国古代甲骨文卜辞上载有日食时出现三个大“火焰”,它们就是日珥。1860年7月18日意大利天文学家西奇(Angelo Secchi)在日全食时首次拍摄了日珥照片。1890年始用单色光观测到日珥在日面(光球)亮背景上呈现为暗条。Hα滤光器问世后便可在平时经常观测日珥了。多年来对日珥的形态结构、光谱、运动、磁场、形成和演变等作了大量光学观测和研究,并扩展到射电、紫外和X射线波段。
日珥的形态多种多样:浮云、喷泉、圆环、拱桥、火舌、篱笆等。日珥的大小不一,主要存在于日冕中,其下部常与色球相连。日珥有复杂的精细结构,一般由很多细长气流组成,而流线上又有称为“节点”的亮块或亮点。日珥的寿命为几小时到数月。
图8-41~图8-44给出了日珥的形态及拍到的爆发日珥图片。
根据日珥的形态和运动特征,人们提出几种不同的分类法。一般倾向于把日珥分为两大类:
(1)宁静日珥,结构较稳定,寿命长(可持续几个月)。它们起初是较小的活动区暗条,位于反极性活动区之间的反变线或边界,有时可从一端进入黑子。当活动区扩散时,日珥变为较长且厚的宁静暗条,在几个月里其长度可持续增长,并缓慢地向极区移动。
(2)活动日珥,经常出现在活动区内或黑子附近,也常与耀斑伴生,运动变化剧烈,寿命短(仅几分钟到几小时)。它们的平均温度和磁场都比宁静日珥高得多。活动日珥多种多样,活动最激烈的称为爆发日珥。
在太阳南、北半球不同纬度都看到过日珥,但多数集中于较低纬度区。低纬区日珥分布与黑子分布类似,具有11年周期变化。活动周开始时,日珥出现在南北纬30°~40°范围内;然后逐渐移向赤道;活动周结束时,出现在南北纬17°左右。高纬度日珥约在黑子极大期后三年出现在南北纬40°~50°范围,一直出现到极小期,不随活动周变化。
日珥的数目和面积都随活动周变化,与黑子相对数变化相关,但变化幅度小于黑子数的变幅。宁静日珥整体形态在其寿命中变化缓慢。低纬宁静日珥的平均寿命约50 d,而高纬宁静日珥则约为140 d。宁静暗条可能缓慢(一天以上)地出现在两相邻活动区之间,或一个活动区边界,或残存活动区内,但常在极性反变线附近。活动区暗条一般在几小时或1天就形成。
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图8-41 日珥的几种形态
图8-42 Hα单色光照片显示各状态日珥和暗条(左上的暗条与日珥是同一个)
图8-43 色球外部火焰——日珥喷入日冕[爆发日珥形成日冕物质抛射(左上)]
图8-44 2012年8月31日的耀斑爆发(爆发日珥——日冕物质抛射)
日珥都有较强的磁场,不同的日珥和日珥的不同细节的磁场有差别,一般说,活动日珥(尤其某些细节)比宁静日珥的磁场强些,可达150~200 Gs。磁场对日珥的形成及变化起重要作用。
虽然日珥的温度比日冕低两个数量级,但日珥的物质密度比日冕大得多,估计约5个大日珥的质量就相当于整个日冕质量。日珥的形成大致可通过两种方式进行:①由日冕等离子体凝聚;②由色球物质向上喷射或蒸发到日冕而形成。宁静日珥可能通过前一种方式在磁场作用下形成,活动日珥也可能以这种方式形成;有些日珥(环状日珥、日浪等)则可能通过后一种方式形成。无论如何形成,日珥以及日冕物质归根结底主要来自色球,彗星及行星际物质陨落也可能有一定贡献。但许多问题还有待深入研究。
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