太阳风暴是什么原理（从太阳上喷出的火圈是什么）

在太阳表面上方呈弧形的明亮弯曲的带电等离子体结构，是由于其强大的不规则磁场而形成的，被称为日冕环。

自从人类学会用新发明的望远镜观察宇宙的那一刻起，恒星就是最受欢迎的研究对象。太阳，对于地球而言距离最近和最不可或缺的生命之源，成为了研究的首要选择，因此我们可以尽可能准确地了解它的性质。

我们很快意识到，地面望远镜无法完全摆脱地球尘土飞扬的大气层引发的遮蔽效应。这使得地基观测让位给了天基观测计划。与过滤图像以消除大气中的模糊相比，将望远镜送入太空是一个更加明智的想法。

图解：哈勃望远镜

非常成功的哈勃望远镜（太空望远镜，没有大气障碍）为天文学和天体生物学的无数进步铺平了道路。（照片来源：Flickr）

随着这些新的技术进步，我们意识到太阳的结构比最初眼睛所看到的要复杂得多。太阳耀斑、太阳点、太阳风和日冕圈就是其中的一部分，但如果我们继续在陆地上进行研究，它们就不会被观测到。

毫无疑问，在太阳大气中所观察到的最有趣最神秘的现象之一就是日冕环。

氢原子的不断聚变渗透到太阳的核心。这会产生氦原子并不断释放出巨大的能量——每秒3.86 x 1026焦耳！当这种能量加热气体时，它们进入物质的第四阶段，即等离子体。这种等离子体可以不断向外喷射，但非常奇怪的是，它会向内部弯曲。这些明亮的曲线环——日冕圈，以弧形出现在太阳光球层上方。表面高达5778开尔文的炙热高温使这些日冕环发光。

也许最有趣的事实是，这些爆发不是从一堆等离子体和能量中爆发出来（类似于伽马射线的爆发），而是在内部循环，回到它们的源头。

图解：日冕环与地球

与地球大小相比，日冕环的平均大小。（图片来源：NASA）

正如我们的地球有一个磁场，它影响着各种生物和地质现象一样，我们的太阳也有一个磁场，这个磁场与地球磁场具有并表现出一些类似的属性。

太阳的磁场当然足够强大，它对我们太阳系的空间天气有着重要的影响。从产生地球上的空间天气（如极光（靠近地球极地区域的在天空中的华美壮丽的光线））的太阳爆炸，到行星际磁场和电磁辐射，我们的航天器在太阳系的旅行受到了极大的影响。

正如你可能知道的，磁力线起源于磁极的一端（北），结束于另一端（南），但不同于地球长度一致首尾相连的磁场，太阳的磁场是彻头彻尾的一团混乱。这就是我们看到日冕等离子体的地方，它们呈环形排列，形成最奇怪的形状；正是在这些地方，太阳随机性极强的复杂磁场爆裂出来。

简单地说，太阳的磁力线可以被看作是一条无形的路径，紧随其后会出现的是等离子体（就像是在交通堵塞中开车旅行，每个人都按顺序盲目地跟随前面的人）。在南北两极之间的空间里，这些环形物不断地从地表喷射出来。然而，与地球不同，这些磁极并不是地理上的磁极；相反，它们更像是较小的局部磁铁。通常情况下，这些极点是在成对的太阳黑子中被发现的。

太阳黑子是太阳光球层表面较暗并且相对较冷的区域。太阳黑子的温度约为3800开氏度，非常炙热，但与太阳平均表面温度（5778开氏度）相比要冷得多。只有与周围光球层中其他较亮的区域相比，太阳黑子才显得更暗。

图解：太阳黑子随机消失并重新出现在太阳表面。（图片来源：NASA/wikimedia commons）

那么，这些异常现象是如何在太阳表面产生的呢？

很遗憾，这仍然是个未解之谜。到目前为止，研究人员已经指出太阳磁场是其起源的原因，因为磁场和热不能很好地共存。基本上，如果磁铁被加热到远超过某一温度，它就会失去它的磁性。谁知道……这竟然可能是太阳表面形成这些较冷区域的原因！

不过，太阳黑子也可以被看作是苏打水瓶上的一个盖子：摇动瓶子，就会引起一次大喷发。太阳黑子在磁场活动强烈的地区更为突出，当能量释放时，太阳耀斑和日冕物质抛射从那些非常相同的黑子中爆发出来。

既然你对太阳黑子有了更多的了解，那么现在开始就更容易了。人们通常观察到，如同磁体的两极一样，太阳黑子是成对出现的，它们之间的磁力线从其中一个开始，然后塌陷到另一个的内部。

太阳黑子展示出日冕环。

图解：观察太阳黑子的同时，一个白炽滤光片展示出日冕环从成对太阳黑子中产生和坍塌的场景。（照片来源：Flickr）

真正值得注意的是它们的磁极性。在任何一个特定的时间点上，在同一个半球上出现的所有太阳黑子的极性都是相同的。真令人吃惊，对吧？当太阳自转时，如果你设法观察到一对太阳黑子的磁极性，比如说在磁极北极，那么在该半球的每一对主要的太阳黑子（位于赤道附近的太阳黑子群中最西边的太阳黑子，与太阳群中的其他黑子相比面积更大），被称为主太阳黑子或领头的太阳黑子）也会具有北极的磁性。

同时，在太阳的另一个半球，情况恰恰相反。也就是说，这里所有主要的太阳黑子都将具有南极的磁性。顺便说一句，磁力线总是从磁极北极到磁极南极，从而将日冕等离子抛射以相同的方向拖拽，这必然会形成一个环！

1.WJ百科全书

2.天文学名词

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University Corporation For Atmospheric Research

Sun|trek

National Solar Observatory

NASA.Gov

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Institute Of Physics

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