Солнечная переходная область

Слой атмосферы Солнца над хромосферой и под короной.

Приблизительная температура в солнечной атмосфере в зависимости от высоты.

Солнечная переходная область — это область солнечной атмосферы между верхней хромосферой и короной . ^{[1] [2]} Это важно, потому что это место нескольких несвязанных, но важных переходов в физике солнечной атмосферы:

• Ниже гравитация имеет тенденцию доминировать над формой большинства объектов, поэтому Солнце часто можно описывать в терминах слоев и горизонтальных элементов (например, солнечных пятен); выше, динамические силы доминируют над формой большинства объектов, так что сама область перехода не является четко определенным слоем на определенной высоте.
• Ниже большая часть гелия не полностью ионизирована, поэтому он очень эффективно излучает энергию; выше он становится полностью ионизированным. Это оказывает сильное влияние на равновесную температуру (см. ниже).
• Ниже материал непрозрачен для определенных цветов, связанных со спектральными линиями , поэтому большинство спектральных линий, образующихся ниже переходной области, являются линиями поглощения в инфракрасном , видимом свете и ближнем ультрафиолете , в то время как большинство линий, образующихся в переходной области или выше, являются эмиссионными. линии в дальнем ультрафиолете (FUV) и рентгеновских лучах . Это существенно усложняет радиационный перенос энергии внутри переходной области.
• Ниже давление газа и динамика жидкости обычно доминируют в движении и форме структур; выше, магнитные силы доминируют над движением и формой структур, порождая различные упрощения магнитогидродинамики . Сама переходная область недостаточно изучена отчасти из-за вычислительных затрат, уникальности и сложности метода Навье-Стокса в сочетании с электродинамикой .

Ионизация гелия важна, потому что это критическая часть формирования короны : когда солнечный материал достаточно холоден, чтобы гелий внутри него ионизовался лишь частично (т.е. сохраняет один из двух своих электронов ), материал очень эффективно охлаждается за счет излучения через как излучение черного тела , так и прямая связь с гелиевым континуумом Лаймана . Это условие выполняется в верхней части хромосферы , где равновесная температура составляет несколько десятков тысяч Кельвинов .

Применение немного большего количества тепла приводит к полной ионизации гелия, после чего он перестает хорошо связываться с континуумом Лаймана и излучает уже не так эффективно. Температура быстро подскакивает почти до миллиона Кельвинов — температуры солнечной короны. Это явление называется температурной катастрофой и представляет собой фазовый переход , аналогичный кипению воды с образованием пара; Фактически, физики Солнца называют этот процесс испарением по аналогии с более знакомым процессом с водой. Аналогично, если количество тепла, прикладываемого к материалу короны, немного уменьшить, материал очень быстро охладится после температурной катастрофы примерно до ста тысяч кельвинов и, как говорят, конденсируется . Переходная область состоит из материала, находящегося при этой температурной катастрофе или около нее.

Смотрите также

• Волна Мортона
• Корональная дыра
• Солнечная спикула

Рекомендации

1. «Переходный регион». Физика Солнца, Центр космических полетов имени Маршалла НАСА . НАСА.
2. Маришка, Джон (1993). Солнечная переходная область . Издательство Кембриджского университета, Кембридж. ISBN 978-0521382618.

Внешние ссылки

• Анимированное объяснение переходной области (и хромосферы) (Университет Южного Уэльса).
• Анимированное объяснение температуры Переходной области (и хромосферы) (Университет Южного Уэльса).