日冕雨

日冕雨（Coronal rain）由覆盖数千公里的稠密圆块状物质构成，这种物质又由相对冷（数万或数十万摄氏度）的气体组成，它们以每秒超过100公里的速度从外层大气纷纷洒向太阳表面。2013年2月，美国宇航局公布了一段较为罕见的太阳耀斑视频，这段视频是由一架太阳动力学动力器观测器在2012年7月19日拍摄的日冕雨景象。

中文名：: 日冕雨

类型：: 天体物理学

概述

“日冕雨”（Coronal rain）由覆盖数千公里的稠密圆块状物质构成，这种物质又由相对冷（数万或数十万摄氏度）的气体组成，它们以每秒超过100公里的速度从外层大气纷纷洒向太阳表面。美国宇航局下属戈达德太空飞行中心科学家茱迪·卡尔潘（Judy Karpen）说：“这些圆块状物质如细雨一般不断从高处落到低处。”

日冕雨其实是等离子体“雨滴”坠落在太阳表面，让坠落点发出明亮的闪光。日冕雨长久以来就是一个谜。等离子体最终坠落太阳表面并不令人感到吃惊，太阳毕竟拥有强大的引力。真正的谜团是日冕雨为何缓慢坠落。

日冕雨温度相对较低，只有6万开。下落时，“雨滴”在一定程度上受到下方更热物质垫的支撑，后者的温度在100万开到220万开之间。

日冕雨

现象

由纳米耀斑从下方加热的气体冷却并高度凝结生成雨，而磁波会使高空的气体温度过高，根本无法凝结。气体像沸腾的热水蒸发形成的气流一样缓缓升空，接着温度降下来，一旦变得密集起来，它们会形成这些圆块状外形。

日冕雨

爆发

2010年4月，美国国家航空航天局（NASA）的太阳动力学观测卫星（SDO）观察到了近年来最强烈的太阳爆发，记录下的场景不仅壮观，还能解决太阳物理学领域长久以来一直存在的一个问题。

数十亿吨的磁化等离子体喷向太空，爆炸的碎片又跌回太阳表面，此次观测得到了精确的数据。天文学家之前也观察过太阳爆发，但规模一般没有这么大，细节也没有这么多。研究小组成员表示，SDO此次观测的空间、温度、光谱解析度都是其他望远镜不可比拟的。

日冕雨喷发后又落回太阳表面这不奇怪，太阳的引力非常强，但是回落的过程相对来说是比较慢的，这一点一直令研究人员迷惑不解，太阳引力按说应该能让日冕雨回落得更快才对。SDO此次的研究，第一次为这个问题提供了答案。

研究者表示，日冕雨回落时受到了热气“垫子”的支撑，之前的研究中观测不到这种现象，但它确实存在。SDO的独特能力是温度采样，它配备有称为大气成像组件（Atmospheric Imaging Assembly AIA）的一组紫外线望远镜，能够远距离测量太阳大气中的气体温度。日冕雨相对来说温度较低，“只有”6万开尔文，当日冕雨回落时，会部分地被下层温度更高（100万~220万开尔文）的物质缓冲。

形成原理

据英国《新科学家》杂志报道，太阳外层大气的温度达百万度，应该是最不可能有雨出现的地方，研究表明，雨的确以某种形式在那里存在，这或许可以解释太阳外层大气（即日冕）温度远比太阳表面高的原因。

电脑模拟结果表明，日冕雨是使日冕温度如此之高的原因。在此之前，科学家提出了两种理论来解释这种现象。一种理论认为，大气低层中称为纳米耀斑（nanoflare）的小规模爆发不断使日冕温度升高，促使气体升高流入日冕，在那里释放能量。另一种理论认为，日冕的热能是由经过日冕的磁波积聚而成。

日冕雨

日本京都大学的帕特里克·安托林（Patrick Antolin）和柴田一成（Kazunari Shibata）在对两个过程进行模拟时，发现由纳米耀斑从下方加热的气体冷却并高度凝结生成雨，而磁波会使高空的气体温度过高，根本无法凝结。欧洲航天局驻戈达德太空飞行中心的科学家丹尼尔·穆勒说：“整个过程有点像雨滴不断凝结。”他表示，气体“像沸腾的热水蒸发形成的气流一样缓缓升空，接着温度降下来，一旦变得密集起来，它们会形成这些圆块状外形。”

参考资料