日珥
日珥（天文现象）
在日全食时，太阳的周围镶着一个红色的环圈，上面跳动着鲜红的火舌，这种火舌状物体就叫做日珥，日珥是在太阳的色球层上产生的一种非常强烈的太阳活动，是太阳活动的标志之一 [1] 。
日珥是通常发生在色球层的，它像是太阳面的“耳环"一样。大的日珥高于日面几十万千米，还有无数被称为针状体的高温等离子小日珥，针状体高9000多千米，宽约1000千米，平均寿命5分钟。
- 中文名:日珥
- 外文名:Prominences
- 属 性:太阳色球层发生的一种太阳活动
- 特 点:温度高，能量集中爆发
- 学 科 :天文，太阳
目录
简介
太阳大气层里的巨大气体云，比其环绕物浓厚且冷，通常用分光镜就可看见。它们如同火焰般突出在太阳边缘。在结构上，它们显示出巨大的差异。静止日珥在太阳高纬度处可延续数月，典型的可达40000千米高、200000千米长。活动日珥相对来说存在时间较短，并且可在几分钟内改变形状。 [2]
日珥是日晕的一种。一般指完整日晕外侧的小段晕弧。
【别名】
冠珥 《周礼·春官·眂祲》：“四曰监”汉·郑玄注：“监冠珥也。”唐·贾公彦疏：“云‘监冠珥也’者，谓有赤云气在日旁如冠耳。珥即耳也，今人犹谓之日珥。”《晋书·天文志中》：“冠珥背璚，重叠次序，在于日旁也。”
冠冕 唐·韩偓《登南神光寺塔院》诗：“日宫紫气生冠冕，试望扶桑病眼开。”
研究历史
日全食时，用肉眼可以看见火红色的日珥。1842年7月8日日全食的观测，留下了最早的、明确的日珥观测记录。1860年7月 18日日全食时拍摄了日珥的照片。1868年8月18日日全食时，拍到日珥的光谱,确定日珥的主要成分是氢。此外，还在日珥光谱中发现一条波长为5876埃的黄线，但在当时实验室里从未见过这条谱线，遂把发出这种谱线的物质命名为Helium(氦),此字源于希腊语Helios（太阳），意即太阳元素。到1895年，才在实验室里提炼出氦。从二十世纪初期起，天文学家用分光仪等仪器对日珥的光谱、物态、结构、运动、形成、演变等进行了大量的研究。如今空间探测兴起，在地球大气层外拍得了日珥的紫外线和X射线光谱 。此外，还对日珥进行了射电观测。
形成原因
日珥的形成问题尚未解决。最难解释的是，大部分日珥在比它们稀薄得多的日冕中存在，常常在几乎是空无一物的日冕中突然浮现出日珥。计算表明，日冕的全部物质都不够凝聚成几个大日珥，因此，日珥的物质基本上来自色球层。如今比较流行的日珥形成理论，认为日珥出现在日冕磁力线的马鞍形凹陷处。如果由于某种原因，日冕磁力线有局部的凹陷，这时与磁场“冻结”在一起的色球物质沿磁力线运动，会有一部分留存在这样的“磁坑”内,由此形成日珥。从侧面看,由于日珥物质所受的重力与洛伦兹力正好平衡，磁力线可以把日珥支撑住。
分类
按运动情况来看，日珥可分为爆发型、宁静型和活动型这样三大类。如果细分下去可以分为十几类。宁静日珥，在观测时间内似乎是不动的，而活动日珥，则老在不停地变化着。它们从太阳表面喷出来，沿着弧形路线，又慢慢地落回到太阳表面上。但有的日珥喷得很快、很高，它的物质没有落回日面，而是抛射入宇宙空间了，爆发日珥的高度可以达到几十万千米。1938年爆发的一个最大日珥，顷刻间上升到157万千米的高空，而地球的直径不过1.3万千米 [3] 。。 日珥的分类方式主要有两种：
第一种
分类根据形态和运动的特征，日珥可以分为若干类型。已经提出几种不同的日珥分类法，比较流行的是把日珥分成六大类：
①活动日珥,
②爆发日珥,
③黑子日珥（出现在黑子群上空），
④龙卷日珥（象龙卷风一样，具有扭曲形状），
⑤宁静日珥，⑥冕珥（从日冕空间发出的细流状日珥）。每一大类又分为若干小类。分类的界限并不绝对，例如，有的宁静日珥可以突然转变为活动日珥或爆发日珥。
第二种
日珥分为宁静的、活动的以及爆发的三大类。顾名思义，宁静日珥比起另外两种日珥来，显然不够活跃，变化比较缓慢，一般能够在日面存活几天时间，因此能够经常看到宁静日珥。有时宁静日珥甚至可以形状丝毫不变地在日冕中存在数月之久，这简直令人不可思议。日珥的物质密度比日冕高几千倍甚至上万倍，它们的确是色球层里的物质。日冕的温度高达100万～200万K，是什么原因使得温度大约7000K的日珥能在如此高温状态下长期存在呢？它们是怎样产生的？如今这还是一个尚未解决的问题。有很多天文学家都认为是太阳磁场和日珥磁场的作用，导致了日珥的产生和存在。但是，具体的细节，还需要进一步的探讨。
活动日珥比宁静日珥活跃得多，总在不停地变化。它们像喷泉一样，从太阳表面喷出很高，又沿着弧形轨迹慢慢地落回到太阳表面。也有的日珥喷得很快很高，它的物质不再落回到日面，而是抛入宇宙空间了。
最壮观的还数爆发日珥。爆发日珥发生的时候，以每秒700多千米的高速将物质喷发到日冕中，高度达几十万甚至上百万千米，蔚为壮观。天文学家观测到的一次最大的爆发日珥，上升高度竟然高达157万千米，太阳的直径为139万千米，比太阳直径还高。
日珥运动
日珥的运动很复杂，具有许多特征。例如，在日珥不断地向上抛射或落下时，若干个节点的运动轨迹往往是一致的；当日珥离开太阳运动时，速度会不断增加，而这种加速是突发式的，在两次加速之间速度保持不变；在日珥节点突然加速时，亮度也会增加。对于这些现象还没有满意的解释。主要问题是：日珥的密度远大于日冕，但宁静日珥可长期存在于日冕中，既不坠落也不瓦解。是什么力量支撑和维持著它？活动日珥和爆发日珥的速度可高达每秒几百公里，动力从何而来？日珥运动往往突然加速，甚至宁静日珥会一下子转变为活动日珥，原因是什么？这些问题都有待于进一步研究。一般认为，除重力和气体压力外，电磁力在日珥运动中是一个重要因素。日珥运动状态的突变可能与磁场的变化有关 [4] 。
分布
日珥在太阳南、北两半球不同纬度处都可能出现，但在每一半球都主要集中于两个纬度区域，而以低纬度区为主。低纬区的日珥的分布与黑子的分布相似，按11年太阳活动周不断漂移。在活动周开始时，日珥发生在30°～40°范围内，然后逐渐移向赤道，在活动周结束时所处的纬度平均约为17°。这比黑子区域的平均纬度始终高10°左右。至于高纬度区，日珥大约在黑子极大期过去三年后才出现，一直存在到黑子极小期。高纬度区的日珥并不漂移，都在45°～50°范围内。上述两个区域的分界约在纬度40°处。
日珥的数目和面积都与11年的太阳活动周有关，随黑子相对数而变化。但变化幅度没有黑子相对数那样大。
日珥的上升高度约几万公里，大的日珥可高于日面几十万公里，一般长约20万公里，个别的可达150万公里。日珥的亮度要比太阳光球层暗弱得多，所以平时不能用肉眼观测到它，只有在日全食时才能直接看到。
日珥是非常奇特的太阳活动现象，其温度在5000～8000K之间，大多数日珥物质升到一定高度后，慢慢地降落到日面上，但也有一些日珥物质漂浮在温度高达200万K的日冕低层，既不附落，也不瓦解，就像炉火熊熊的炼钢炉内居然有一块不化的冰一样奇怪，而且，日珥物质的密度比日冕高出1000～10000倍，两者居然能共存几个月，实在令人费解。
光谱
通过光谱分析，可以测定日珥的物理参数和化学成分，了解日珥物质的激发和电离状态，建立日珥的结构模型，并研究太阳辐射（尤其是日冕的紫外线和X射线）对日珥的影响。 日珥的光谱包括许多条发射线和暗弱的连续光谱。在可见区，主要的发射线是氢的巴耳末线（从Hα 起，最多已看到约40条线）,此外,还有氦以及钙、铁、镁、钛、锶等金属的谱线。利用不同元素的谱线宽度，可求得日珥的温度约为7,000K，湍流速度约4公里/秒。从巴耳末线的数目和谱线轮廓的分析，都可得出日珥的电子密度约为每立方厘米1011个，日珥的物质密度也与此相近。
日珥发射线谱线展宽的主要原因是多普勒致宽和辐射阻尼；斯塔克效应的作用很小。巴耳末线的前几条以及钙的H、K等强线都受到自吸收的显著影响。日珥的连续光谱主要是从3646埃开始向短波方向延伸的巴耳末连续区。利用连续光谱的能量随波长的分布，也可以推算出日珥的温度和密度。
1973年5月发射的天空实验室，用特制的仪器在280～1350埃拍摄了大量的日珥和暗条光谱。在这个波段范围内的许多条发射线，有的(例如氢的赖曼系)来自日珥的低温(约10-4K)内核,有的（例如 CⅡλ1336埃和CⅢλ977埃）来自日珥与日冕之间的中介层(温度约105万K)。除光波外,日珥还发出射电波，在毫米波段已经有观测记录。
磁场
表明日珥具有磁场的事实是：
①活动日珥的运动轨迹和环状日珥本身都很象磁力线；
②日珥是一团温度较低(约7,000K)的等离子体，却能在高温(约106万K)的日冕中产生并长期存在，很可能是因为，具有隔热作用的磁力线严密地包围住日珥；
③日珥的物质密度比日冕高1000～10000倍，而能长期悬浮在日冕中不坠落和弥散，很可能是靠磁场来支持和维持的。从1960年开始，天文学家用太阳磁像仪测量日珥的磁场。
结果表明，宁静日珥的磁场强度约为10高斯,而活动日珥可达200高斯。宁静日珥中的磁力线主要沿水平方向，活动日珥的磁场结构较为复杂，爆发日珥的磁力线大概是螺旋状的。
特征
日珥是突出在日面边缘外面色球层的一种太阳活动现象[5] 。它们比太阳圆面暗弱得多，在一般情况下被日晕（即地球大气所散射的太阳光）淹没，不能直接看到。因此必须使用太阳分光仪、单色光观测镜等仪器，或者在日全食时才能观测到。日珥出现时，大气层的色球酷似燃烧着的草原，玫瑰红色的舌状气体如烈火升腾，形状千姿百态，有的如浮云，有的似拱桥，有的像喷泉，有的酷似团团草丛，有的美如节日礼花，而整体看来它们的形状恰似贴附在太阳边缘的耳环，由此得名为“日珥”[6] 。
日珥的爆发最为壮观，爆发前是一团密密实实的“冷气团”，温度只有7000℃，悬浮在100万℃的日冕中。日珥在大小、形状和运动方面差别很大，而且有活动日珥和宁静日珥两种主要类型。活动日珥快速喷发，持续几分钟至几小时。活动日珥和黑子群有关，而且同黑子群一样，在数量和活动上都同太阳活动周期紧密相关。宁静日珥喷发平缓，减退更慢，可延续几个月 [7] 。
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