日冕异常高温之谜浅探
袁玉刚
摘要：太阳的光球层和色球层是浅层热量传导、对流和辐射而形成的。日冕则是核心核聚变的热量沿自转轴从两极定期喷发，大部分喷发物质又流向赤道而形成的。从两极喷发出来的物质温度比浅层传递出来的温度高得多，当然，日冕的温度就比光球层和色球层的温度高得多。
关键词：日冕 异常高温 定期喷发
众所周知，太阳核心温度高达1000多万摄氏度。巨大的能量以各种方式向外传递，形成光球层、色球层和日冕。按照热力学基本原理，太阳的温度从里向外应该逐渐降低。光球层温度已降至6000多度，色球层温度已降至4000多度，色球层之外的温度应该降至4000度以下。然而，不可思议的是，日冕的温度却剧升至300万度左右。这就是难解的日冕异常高温之谜。
几十年来，科学家们苦苦探索其谜底。先是推测太阳核心具有某种携带大量热能的物质向外散射，到达日冕后突然释放，形成异常高温。后来又提出太阳表面和日冕之间存在许多高温带电等离子体巨环，电流流过巨环加热等离子体，是巨环把热量传递给日冕。最近，又认为太阳表面和日冕之间存在许多磁场束或者磁毯，是磁力线的反复湮没或重接给日冕传递了热量。
作者认为：对于太阳的温度来说，起决定性作用的是内因。太阳的核聚变非常剧烈，核心温度高达1000多万摄氏度，而日冕只有300万度左右，这并不违反热力学基本原理。至于光球层、色球层与日冕的温度差异则应考虑热源以及热的传递方式和传递通道问题。
1、太阳能量的产生
太阳内部核聚变在生成新元素的同时产生大量等离子体以及质子、中子、电子、光子、中微子等粒子。离核心越近，温度越高，粒子的能量应该越大。
2、太阳能量的释放
一般来讲，太阳内部的热量可以通过传导、对流和辐射的方式向外传递。光球层和色球层就是这些方式传递的结果，是太阳的真实表面。但是，这些方式传递得太慢了。内部热量积聚得太多，就会喷发或者爆炸。氢弹的爆炸是失控，太阳的爆炸也是失控。但是，在大部分时间里，太阳可以定期喷发。
定期喷发是指太阳周期性的喷发。耀斑、日珥、太阳风都是太阳定期喷发的现象。大型定期喷发11年一次，小型定期喷发时间间隔较短。
太阳定期喷发要受热源和通道的影响。太阳浅层的定期喷发象喷泉一样比较频繁，但能量较小，只能突破表层，形成太阳整个表面的气体流动。太阳深层的定期喷发象火山一样次数较少，但能量较大，能够形成太阳表面的耀斑和日珥。太阳核心的定期喷发次数更少，但能量特大，能够形成太阳风。俄罗斯科学家发现，日冕局部区域的温度高达1000万度。如此高的温度只有和太阳核心直接连通才能获得。
太阳自转轴的附近区域是核心物质喷发的通道，所以，太阳风主要发生在两极。据报道：2002年1月4日，几百万吨的带电粒子组成的等离子体以350万公里的时速从太阳两极喷向太空并形成多个形状不一的旋涡。
3、日冕的形成
太阳两极的喷发能量特大，理应形成两个高温气体球。但是，由于受到太阳系旋涡力的制约，大部分喷发物质要落向赤道面，从而形成我们看到的日冕。
4、谜底浅探
两极的喷发物质源于太阳核心，温度特高，从高空落向色球层，日冕的温度当然要比光球层和色球层的温度高得多。据观测，日冕温度随高度的增加而增加，这一是因为核心物质要喷发到一定高度，然后发散下落。二是两极喷发通道被其它物质遮挡，我们看不到那些更高温的物质。实际上，冕洞里的温度远比外面的高。轩辕十四是一颗快速自转的恒星。其两极的温度达到15100摄氏度，比赤道高5100摄氏度，因而也比赤道亮了5倍。织女星的赤道地区比其它地区暗淡得多。两极的温度比赤道高2300K。这足以证明恒星冕的高温是因为两极喷发物质向赤道降落的缘故。
观测发现，在太阳活动的极大期，黑子数达到极大。日冕两极与赤道的高度一致，形状整齐。色球的形状与日冕类似。在太阳活动的极小期，黑子数达到极小。日冕在两极变小，在赤道处向外延伸。而色球的两极则比赤道厚了10%。其机理何在呢？作者认为：当太阳活动处于极小期时，实际上是喷发间歇期，两极的喷发物质要少，两极的日冕当然相对较薄弱。所以，色球在两极的厚度显得略大些。在赤道处，两极以前喷发的物质相遇，日冕自然向外延伸。黑子数量也就随之减少直至全部消失（黑子是两极喷发的副产品）。当太阳活动处于极大期时，两极的喷发势头正旺，喷发物质从两极向赤道推进，日冕显得整齐一些。所以，色球的厚度也相对均匀一些。由于喷发物质尚在途中，黑子数量当然就多了。
太阳表面和日冕之间是有许多高温带电等离子体巨环，巨环也可以传递热量，但是，其传递的热量不足以影响整个日冕温度，只能影响日冕的部分区域。太阳表面和日冕之间是存在许多磁场束或者磁毯，但它只是高温带电等离子体的另一种表现形式。
5、结论
总之，太阳的光球层和色球层是浅层热量传导、对流和辐射而形成的。日冕则是核心核聚变的热量沿自转轴从两极定期喷发，大部分喷发物质又流向赤道而形成的。从两极喷发出来的物质温度比浅层传递出来的温度高得多，当然，日冕的温度就比光球层和色球层的温度高得多。
参考资料:
袁玉刚著《旋涡里的宇宙》甘肃科技出版社2008年版
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