什么是日冕?特点是什么?

     太阳大气的最外层，从色球边缘向外延伸到几个太阳半径处，甚至更远。分内冕和外冕，内冕只延伸到离太阳表面约0。3个太阳半径处，外冕则可达到几个太阳半径甚至更远。日冕由很稀薄的完全电离的等离子体组成，其中主要是质子、高度电离的离子和高速的自由电子。
   *暗条* *日珥* *爆发日珥* *F冕* *K冕* *冕洞* *冕流和极羽* *日冕凝聚区* *M区* *太阳风* *日冕的电波散射* *日冕的光学偏振* *日冕禁线* *日冕仪* *日冕的周期变化* 日冕的观测 日冕辐射的波段分为很广，从X射线、可见光到波长很长的射电波，因此必须采用不同的仪器进行观测。
    在1931年发明日冕仪以前，人们只能在日全食时观测到日冕，因为它的亮度仅为光球的百万分之一，约相当于满月的亮度。在平时，地面上大气的散射光和观测仪器的散射光，会大大超过日冕本身的亮度而将它淹没。
  日全食时太阳光球被月球遮住，大气和仪器的散射光随之减弱，这样就能很方便地观测到日冕。  尽管日全食的机会不多，天文工作者仍尽很大努力把仪器装备运到发生日全食的地点去进行观测，这是因为有一些观测 [如验证爱因斯坦相对论和研究外冕等] 只能在日全食时进行。
  平时要观测日冕，必须使用能最大限度地消除仪器散射光的日冕仪。为了克服大气散射光的影响，必须把日冕仪安置在高山上。  不过用日冕仪也只能观测到内冕，而且只能得到白光日冕的部分信息。
  由于近年来空间探索事业的发展，人们已将日冕仪放在火箭、轨道天文台、天空实验室上进行大气外观测。这样，不仅可以观测日冕的可见光波段，而且可以对紫外、远紫外和X射线辐射进行探测，同时也能在行星际空间对太阳风取样。
    有几个射电波段的辐射能够透过地球大气层，所以在地面上可用射电望远镜对日冕作常规的观测。 　 日冕的形状和结构 日冕的形状同太阳活动有关，在太阳活动年，日冕接近圆形，而在太阳宁静年则比较扁，赤道区较为延伸。
  日冕直径大致等于太阳视圆面直径的1。  5-3倍以上。 日冕的精细结构有：冕流和极羽、冕洞、日面凝聚区等。日冕的结构一般随时间缓慢变化。人们认为，观测到的不同结构可能是同一结构在不同时期的表象。
   　 日冕的辐射 日冕的辐射是在非局部热动平衡状态下产生的，有以下几种情况： 日冕气体中的自由电子散射光球辐射，即白光日冕； 电子在热运动中同质子、α粒子以及各种重离子碰撞时，产生韧致辐射； 处于亚稳态的离子的禁戒跃迁，是日冕禁线的来源； 当电子在磁场中运动时，产生回旋加速辐射或同步加速辐射，这种过程对于产生日冕较长波长 [如射电波] 的辐射是相当重要的。
     在日冕等离子体的静电振荡和阿尔文波等过程中也产生辐射。 日冕可见光波段的连续辐射是日冕物质散射光球的连续辐射的结果，因而日冕连续光谱的能量分布与光球很相似。
  白光日冕的光可分为：K日冕、F日冕、E日冕 [有时称为L日冕] 。太阳光谱的远紫外线和X射线主要是在日冕中产生的。  光球温度较低，在这2个波段的辐射远没有日冕强。为了不受光球辐射的干扰，常用远紫外线和X射线这2个波段来拍日冕像。
  把可见波段的单色像同远紫外线和X射线等单色像作比较，便可研究太阳大气不同层次的物理状态。 宁静日冕射电辐射在一些方面与日冕X射线想类似，二者虽然只占太阳总辐射能的很小部分，却能提供相当数量的信息。
    对于X射线有很大意义的韧致辐射，对射电谱也很重要；用射电波与X射线一样能直接观测日冕的射电辐射而不受光球辐射的干扰。 通过光谱分析得出日冕的化学成分基本上与光球相同。
   　 日冕的磁场和扰动 从磁流体力学观点看，太阳大气中的磁场应是一个统一的整体，即日冕磁场同光球磁场、色球磁场是密切相关的。  在日冕照片上所看到的日冕大尺度非均匀结构：冕流、极羽、凝聚区、盔状物等大多是日冕磁场的不均匀分布引起的。
  例如，两极的羽状物很象磁石两极附近的铁屑花样，这曾被用来推算日冕的偶极场。但是，与光球场和色球场不同，由于观测上的困难，很难由测量谱线的塞曼裂距直接求出日冕的磁场，因而只能用间接的观测方法或理论计算来求。
    目前广泛采用由光球磁场计算日冕磁场的方法，因为光球磁场可以比较准确地测定，而且每天都有记录。假设低日冕区磁场是无力场，并且是无电流场，利用观测到的光球磁场资料作为边界条件来解无电流场方程，就可得到日冕磁场的强度和方向。
  1968年纽科克等首先进行了这方面的研究，他们把计算出来的日冕磁场结构与日冕的形状作比较，结果相当满意。  研究结果表明，日冕的磁场强度在1100高斯范围内，随距日面距离的增大而减小。
  在一个天文单位处由空间直接测量得到的行星际磁场平均约为0。00005高斯，具有阿基米德螺线形的磁结构。在太阳活动强烈时，与活动客体共生的日冕局部磁场的强度要大得多，这时行星际磁场的强度也有较大的增加。
    日冕磁场结构有2种： 封闭式的场结构，其对应的光学结构是盔状冕流； 开放式结构，其对应物是冕洞。 而与耀斑共生的局部扰动区域，则常常是部分开放、部分封闭的场结构。
   日冕或其中某一部分在短时间内会出现扰动，这种扰动表现为几秒到1小时内对物质运动、粒子加速、日冕密度和温度变化的影响。  日冕扰动可分为3类： 长期扰动，时间为几天到几个月，表现为日冕结构的变化被大尺度光球磁场的变化所控制。
  长期扰动控制着太阳风和行星际磁场； 快速扰动，时间从几分钟到几小时。表现为可见光、射电连续辐射、软X射线辐射的增强。快速扰动引起强烈的行星际激波； 脉冲扰动，时间在几秒以下。  表现为射电爆发和硬X射线爆发。
  有这种扰动时，发生粒子加速过程和非热辐射。 日冕扰动的研究用其它太阳活动和行星际扰动的研究有关。这方面的研究工作近年来十分活跃。 　 日冕的增温 观测表明，太阳大气的温度具有反常的分布，即从光球的5770K慢慢降到光球顶部 [光球与色球交界处] 的4600K，然后缓慢上升到光球之上约2000公里处的几万度，再向上延伸约1000公里形成了色球日冕过渡层，温度陡升至几十万度，到达低日冕区已是百万度以上的高温区了。
    究竟是什么原因造成这种反常增温，仍是太阳物理学中多年来未解决的最重要问题之一。 。

    日全食时，黑暗的太阳外围是银白色的光芒，像帽子似地扣在太阳上，因此称为日冕。 日冕是太阳最外围大气。平时要观测日冕，需要用特别的日冕仪。日冕的范围很大，用日冕仪只可以观测到接近太阳表面的那部分日冕，一般叫做内冕。
  它的边界离太阳表面约有3个太阳半径那么远，或者说约为200万千米。  在此以外的日冕叫做外冕，它向外延伸到地球轨道之外。日冕的物质非常稀薄。内冕密度稍微大一些，但它的密度也低于地球大气的十亿分之一，几乎接近真空。
   日冕的形状很不规则，有时候呈圆形，有时候呈扁圆形，结构也很精细，在太阳赤道四周有很多向外流动的“冕流”伸向远处，太阳极区则有一些纤细的羽毛状的“极羽”。   日冕的温度非常高，可达200万度。
  令人不可思议的是，离太阳中心最远的光球，温度是几千度。稍远些的色球，温度从上万度到几万度。而距离太阳中心最远的日冕，温度竟然高达百万度。这一反常的现象意味着什么，科学家们目前还未找到合理的解释。
   太阳大气的最外层。  形状随太阳活动大小而变化。可人为地分为内冕、中 冕和外冕3层。内 冕从色球顶部延伸到1。3太阳半径处；中冕从1。3太阳半径到2。3太阳半径，也有人把2。
  3太阳半径以内统称内冕。大于2。3太阳半径处称为外冕(以上距离均从日心起算)。广义的日冕可包括地球轨道以内的范围。  日冕主要由高速自由电子、质子及高度电离的离子(等离子体)组成。
  其物质密度小于2×10-12 千克／米3，温度高达1。5×106～2。5×106K。由于日冕的高温低密度，使它的辐射很弱且处于非局部热动平衡状态，除了可见光辐射外，还有射电辐射，X射线，紫外、远紫外辐射和高度电离的离子的发射线(即日冕禁线)。
       白光日冕有3个分量：①K冕。在2。3太阳半径以内，由自由电子散射光球的连续光谱。②F冕。在2。3太阳半径以外，起源于黄道面内行星际尘埃粒子散射光球的光，它的光谱中有夫琅和费线，F冕又称为“内黄道光”。
  ③E冕。又称L冕，是日冕气体离子发射线的光。日冕的磁场强度约1／10000～1／100特斯拉，随距日面距离的增加而减小。

    日冕是太阳大气的最外层，厚度达到几百万公里以上。日冕温度有100万摄氏度。在高温下，氢、氦等原子已经被电离成带正电的质子、氦原子核和带负电的自由电子等。这些带电粒子运动速度极快，以致不断有带电的粒子挣脱太阳的引力束缚，射向太阳的外围。
  形成太阳风。日冕发出的光比色球层的还要弱。   日冕可人为地分为内冕、中冕和外冕3层。内冕从色球顶部延伸到1。3太阳半径处；中冕从1。3太阳半径到2。3 太阳半径，也有人把2。
  3 太阳半径以内统称内冕。大于 2。3 太阳半径处称为外冕(以上距离均从日心算起)。广义的日冕可包括地球轨道以内的范围。 白光日冕有3个分量： K冕 F冕又称为“内黄道光” E冕又称L冕 日冕只有在日全食时才能看到，其形状随太阳活动大小而变化。
    在太阳活动极大年，日冕的形状接近圆形，而在太阳活动极小年则呈椭圆形。 通过X射线或远紫外线照片，可以看到日冕中有大片不规则的暗黑区域，这称为冕洞。 。