等离子体|人类首次拍摄到1.5亿公里外太阳的真实表面,像人体细胞结构


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作为太阳系的中心天体 , 太阳占有太阳系总体质量的99.86% 。 太阳系中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天体以及星际尘埃等 , 都围绕着太阳公转 。
在人类眼中 , 太阳形象应该是这样的 , 采用核聚变的方式向太空释放光和热 。
然而科学家通过世界上最强大的太阳望远镜——夏威夷Haleakala山顶上4米高的Daniel K. Inouye太阳望远镜(DKIST) , 拍下了迄今为止太阳表面最高清的图片 , 这也是有史以来从地面拍摄到的最详细的图像 。 科学家称这是自伽利略时代之后人类太阳研究的一次重大飞跃 。
之所以人类很难获取太阳表面真实图像 , 因为太阳每秒都要燃烧约500万吨氢燃料 。 将镜头直接对准这样一个表面温度为6000摄氏度的星体 , 物镜聚光后会聚光到目镜组里 。 超高的温度可以在瞬时内将金属都融化 , 所以需要非常强大的冷却系统 。 除此之外 , 拍摄太阳表面构造 , 需要极为强大的太阳望远镜 。
太阳构造表面由内而外分光球层与色球层 。 一般我们仅能对光球层表面连续光谱做直接观测这里可观测到构造为黑子/白斑与米粒组织 。 色球层密度比光球层稀薄 。 温度有几千至几万摄氏度;色球层主要光线是由氢原子的Hα谱线(波长6560埃)所产生 , 发出的光只有光球层的几千分之一(太阳的大气层只有2000-3000km) , 因为在强光的光球层上需要用太阳望远镜或专用窄平太阳滤镜观测 。
太阳望远镜构造
这次科学家为了拍摄到太阳表面的高清图像 , 通过11公里长的管道将冷却剂分配到整座天文台 , 用于白天降温 。 望远镜的穹顶本身则被冷却薄板覆盖 , 内部还有提供阴影的挡板结构 。
在太阳望远镜拍摄的图像中 , 太阳仿佛是流动的黄金 , 展现出太阳作为等离子体复杂的结构 , 呈现出细胞状的结构 。 太阳基本上是由等离子体物质组成的 。 什么是等离子体呢?
如果我们将水持续加热到几千度以上 , 水蒸气中的原子就会丢掉了自身的电子 , 发生电离化现象 , 而这种电离化后的气体所呈现的形态就是物质的第四态 , 即等离子态 。
等离子态常被称为“超气态” , 它和气体有很多相似之处 , 比如:没有确定形状和体积 , 具有流动性 。 但是它也具有很多独特的的性质 。 普通气体由电中性的分子或原子组成 , 而等离子体则是带电粒子和中性粒子的集合体 。 DKIST捕捉到的细节精确至30公里(18英里)宽 , 每个“细胞”都相当青海省那么大 。 这些照片让人们看到 , 太阳仿佛是有生命的动物 , 也拥有类似生物细胞表面的“皮肤” 。
是不是有点像人体细胞结构
这些细胞样结构显示了太阳表面过热气体翻动的模式 。 太阳表面翻滚着等离子 , 这些等离子构成的湍流 , 将太阳内部的热量传输到太阳表面 , 冷却后再通过黑暗通道下沉 , 构成一种对流 。


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