太阳是太阳系中温度最高的天体,表面温度平均达5600,中心温度高达1500万摄氏度。因为那里总是在进行激烈的核聚变,每秒释放数十亿枚核弹能量。这种能量向外辐射,使整个太阳成为一个炽热的大球,即使在太阳的表面温度下也能上升到5600。
平时我们不能只用眼睛看到太阳的日冕,但在日全食的时候可以看到。那是太阳周围的光晕。实际上也是太阳的大气层。日冕外层温度升高的现象在天文学上被称为“日冕加热问题”,但这种现象的原因还没有完全查明,所以被称为“问题”,一般认为热量的传递不能区分低温。
那么是什么样的机制导致了太阳内部的这一现象,至今仍是天体物理学中最大的未解之谜之一。也有不少天文学家试着解开这个谜团,因此也提出了不少假说,其中有两个理论被认为最有可能,它们分别是波动加热和纳米耀斑(或者叫磁重联)理论。波动加热理论认为太阳对流层中的湍流运动对扭转阿尔芬波(Alfven波,又称“磁流体动力波”,是磁化等离子体内沿磁场方向传播的特殊低频电磁波)有激发作用,当被激发的扭转阿尔芬波沿着磁通管向上传播到达日冕时,其携带的能量就可以加热日冕。
而纳米耀斑理论认为太阳大气层底部的小规模耀斑爆发会把带电粒子高速喷射到日冕中,从而使日冕的温度急剧升高到百万摄氏度,由于温度是用于度量粒子的热运动剧烈程度,日冕中的高能带电粒子拥有接近光速的速度,所以日冕的温度极高。
今年5月份,我国云南天文台的研究人员提出日冕加热和太阳大气层中的能量传输通道的分裂和融合有关系,驱动太阳活动和爆发的能量是通过太阳大气中无数的通道从光球传输到日冕当中的,这一发现也可为解决日冕加热问题提供证据。
不过虽然太阳的日冕中温度极高,但外层日冕中的粒子密度极低,所以那里所能传输的热量并不多。美国航空航天局刚刚宣布将于今年的8月11号发射帕克太阳探测器,不出意外的话八天之后它将开启它奔向太阳的旅程,而它的发射目的之一就是要解开日冕加热问题的谜团。这颗探测器开始工作时将会掠过太阳大气层,工作环境最近时在距离太阳表面200万公里的地方,在那里以每小时72万公里的速度运行,虽然那里有几十万摄氏度的高温,然而帕克太阳探测器的防热层只能承受1400℃的高温,可以肯定美国科学家们不会设计错误的,也就是说帕克太阳探测器在那里运行的时候,向着太阳一面所能获得的表面温度不会超过1400℃,它是不至于被烧毁的。