Приблизительная температура в солнечной атмосфере, отложенная по высоте
Зона солнечного перехода — это область атмосферы Солнца между верхней хромосферой и короной . [1] [2] Она важна, поскольку является местом нескольких не связанных между собой, но важных переходов в физике солнечной атмосферы:
Ниже гравитация, как правило, определяет форму большинства деталей, поэтому Солнце часто можно описать в терминах слоев и горизонтальных деталей (например, солнечных пятен); выше динамические силы определяют форму большинства деталей, поэтому сама переходная область 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 давление газа и динамика жидкости обычно доминируют над движением и формой структур; выше магнитные силы доминируют над движением и формой структур, что приводит к различным упрощениям магнитогидродинамики . Сама переходная область недостаточно изучена отчасти из-за вычислительной стоимости, уникальности и сложности Навье-Стокса в сочетании с электродинамикой .
Ионизация гелия важна, поскольку она является критической частью формирования короны : когда солнечный материал достаточно холоден, так что гелий внутри него лишь частично ионизирован (т.е. сохраняет один из двух своих электронов ), материал охлаждается излучением очень эффективно как через излучение черного тела , так и через прямую 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 взаимодействовать с континуумом Лаймана и излучает не так эффективно. Температура быстро подскакивает до почти одного миллиона кельвинов, температуры солнечной короны. Это явление называется температурной катастрофой и представляет собой фазовый переход, аналогичный кипячению воды для получения пара; на самом деле, физики Солнца называют этот процесс испарением по аналогии с более знакомым процессом с водой. Аналогично, если количество тепла, применяемого к корональному материалу, немного уменьшается, материал очень быстро охлаждается 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.
