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伍岳明 曹明富合著 谨以此书献给2005——世界物理年！ 色球层的存在，首先是通过日全食观测而确定的。当月球刚刚把整个太阳圆面盖起来的时候，色球层未被遮盖的部分呈现一段狭窄的圆弧形状。这对于拍摄色球层的光谱，起了天然的狭缝作用。这样拍到的光谱称为闪光光谱。闪光光谱是一个发射光谱，光谱中只有发射线，没有吸收线。事实上，氦元素正是首先在观测色球层光谱时发现的。 1868年日全食时，英国天文学家洛基尔在色球层中发现了波长为587.56纳米的光谱线，但是没有能够证认它。 25年以后，即1895年英国化学家雷姆塞在地球上发现了这种新元素，并定名为“氦”。 闪光光谱的观测还告诉我们，太阳色球层最强的辐射是：氢原子发射的波长为
656.28纳米的红光，习惯上简称为色球的 1933年法国人里奥用他自己发明的干涉偏振滤光器武装了太阳望远镜。多数太阳天文台都把透过波长为
656.28纳米的滤光器(也称
图6.21 全日面太阳色球的 图6.21是一张太阳
图6.22是是一张太阳色球针状体的黑白照片，色球从底层延伸到温度陡升的过渡层，高度为 2000千米左右。对色球边缘的高分辨率观测显露出色球层的精细结构，主要包含着高速的喷射气流。这种色球物质喷射到正常的过渡层上空，高达 10000千米。当我们观测这些喷射气流发生在日面边缘时，它们好像一簇簇的杂草，似乎并不垂直生长，有随风倾斜的现象。
图6.23 太阳表面针状体的彩色照片 这些射出的针形流束，在太阳物理上称为色球针状体。针状体的平均宽度是 815千米，平均高度9800千米，在日面上 3000千米高度处全日面上约有93000个针状体，越往高处数目越少，针状体的平均寿命为 5.1分钟，以大约每秒25千米的速度从色球底部向上射出。但是针状体并不是垂直于日面，而可能因受磁场的影响而略有倾斜。（见图 6.23） 可以试想一下，色球层平均只有 2000～3000千米高，它时时以成千上万颗针状体形式，携带着温度只有 1万开的色球物质，向上直刺进温度有百万开的日冕中，深入8000～ 9000多千米。这其中能量与物质的交换或输入过程，该是多么引人深思与诱人兴致啊。 如果我们假设针状体为圆柱形，就可以根据针状体的宽度
(815千米)、跑出色球的速度(25千米
/秒)、数量(93000个
)及针状体的密度[ 另一方面，根据观测与推算知道太阳表面每平方千米每秒钟向宇宙空间失去 0.3克的物质。因此针状体往上带的物质质量是太阳失去的物质质量的19.9/0.3=66.3倍，所以按我们这里的估计，只要针状体带上去的物质的 1/66交给了日冕，其余65/66都又落回色球，就足够维持太阳表面的物质损失。如果针状体的密度再大一点，情况就更富裕。事实上，大部分针状体是在达到一定高度后又落回太阳表面的，但很难测出回落的针状体所占比例的准确数值。 在太阳色球层，经常有弯曲的长的暗黑条状物出现，这很容易在
太阳色球层除辐射可见光之外，它的高层还有紫外线发射，可以用紫外线的观测来了解从色球向日冕的过渡问题。图
6.24是美国宇航局用人造卫星在空中拍摄的紫外光太阳像，拍摄到的大的爆发日珥高达40万千米，
1938年3月20日的爆发日珥，竟上升到太阳直径的
1.12倍的高度，即157万千米。爆发日珥呈圆弧形
(即拱形)，爆发时整个圆弧膨胀，弧 日珥出现多少，同太阳活动的11年周期有关。黑子数极大时，日珥的总面积也极大；黑子数极小时，日珥总面积也极小。但是日珥面积极大同极小的比值 (约为3)，比黑子数极大同极小的比值(可能达 20)要小。从在日面上的分布来看，日珥同黑子有相同的地方，也有不同的地方。 图6.24 美国宇航局拍的紫外光大日珥 一般说来，黑子多的地方日珥也多，但是高纬度处黑子极少，而日珥则比较多；另外，在黑子极大以后三年，在高纬度出现的日珥的总面积才达到极大值。 |
伍岳明 （wuyueming001@hotmail.com） 上传2007.09
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谱线辐射；发射深紫光的一次电离钙
(CaⅡ)在波长393.37纳米
(简称为K谱线)和波长
396.85纳米(简称为H谱线
)的发射线等。日全食时间很短，且不经常发生，而携带仪器到全食带去进行观测也不方便，因此需要设法在无日食时对色球经常进行观测研究。由于太阳光球层温度低于色球层，在这些波长处几乎无发射。真是天赐机缘，只要我们用这些波长的单色光
(或者说在这些波长处的单色光里)看太阳，不就可直接面视色球了吗
?
(克/(立方千米
)］，算出每秒钟全体针状体从色球层带上高空的物质共计为
(吨
)。进一步可求出全日面(太阳半径为
(米
)上平均每平方千米每秒色球针状体带出的物质是19.9克。
峰上升，物质沿着弧的两翼向下流动。场面异常雄伟。