色球層(chromosphere)是太陽大氣中間的一層,位于光球之上。
平時,由于地球大氣中的分子以及塵埃粒子散射了強烈的太陽輻射形成藍天,色球和日冕完全淹沒在藍天之中。
只有在日全食的食既到生光的短暫時間里,觀測者才能用肉眼看到太陽圓面周圍的這一層非常美麗的玫瑰紅色的輝光。
它是由早期的日全食觀測者發現的,于1869年 [同治8年] 由洛基爾和弗蘭克蘭命名。
紅色是由于色球光譜中波長為6562. 8埃的氫線Ha在亮度上占絕對優勢的緣故。
這一層可見太陽耀斑。
耀斑是太陽黑子形成前在色球層產生的灼熱的氫云層。
在光球層的某些區域,溫度比周圍稍低(通常是4000攝氏度),這便是黑子。
在色球上人們還能夠看到許多騰起的火焰,這就是天文上所謂的“日珥”。
日珥是迅速變化著的活動現象,一次完整的日珥過程一般為幾十分鐘。
同時,日珥的形狀也可說是千姿百態,有的如浮云煙霧,有的似飛瀑噴泉,有的好似一彎拱橋,也有的酷似團團草叢,真是不勝枚舉。
天文學家根據形態變化規模的大小和變化速度的快慢將日珥分成寧靜日珥、活動日珥和爆發日珥三大類。
最為壯觀的要屬爆發日珥,本來寧靜或活動的日珥,有時會突然"怒火沖天",把氣體物質拼命往上拋射,然后回轉著返回太陽表面,形成一個環狀,所以又稱環狀日珥。
人們習慣地認為天體外層的溫度總是低于內部。
但是,在太陽大氣層內卻出現了溫度的反常分布。
在厚約2000公里的色球層內,溫度從光球頂部的4600K增加到色球頂部的幾百萬度,而其它的一些物理參數 [如密度、電離度等] 和一些物理過程也發生了巨大的變化。
因此,色球物理狀況的研究,引起了太陽物理學家的很大興趣。
色球是一個充滿磁場的等離子體層,在局部等離子體動能密度和磁能密度可相比擬時,能經常觀測到等離子體和磁場之間復雜的相互作用。
由于磁場的不穩定性,常常會產生劇烈的耀斑爆發,以及與耀斑共生的爆發日珥、沖浪、噴焰等許多動力學現象。
耀斑爆發時,還發射大量的遠紫外輻射、X射線輻射、高能粒子流,這些輻射對日地空間和地球高層大氣影響很大。
此外,色球和日冕中的等離子體、可變磁場以及由不穩定性引起的沖擊波之間的相互作用,會產生大量不同頻率的射電輻射,為色球、日冕物理性質和爆發現象的研究提供了重要信息。
因此,色球的研究無論是對太陽物理還是對空間物理和地球物理,都有重要的意義。
早年,只能在日全食時觀測到色球的側面,研究色球的機會不多。
自從1892年 [光緒18年] 海耳制成太陽單色光照相儀、1933年李奧創制雙折射濾光器之后,情況就不同了。
前者是用分光儀沿著太陽像掃描而成的一個特征譜線的單色像;后者濾去所有其它波段的輻射,而只讓所研究的譜線的輻射透過,這樣就能在幾條特征譜線的窄波段內觀測色球,從而得到各薄層氣體的形態和運動特征。
在日全食開始的短暫時間內,人們通過無縫攝譜儀可以發現:由暗的夫朗和費線和亮的連續譜所組成的吸收光譜 [光球光譜] ,快速地轉變為發射光譜 [色球光譜] ,這種光譜通常稱為閃光譜。
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