日食遮盖了日面却显露了日冕

前语：2019年的12月26日呈现本年最终一次日食，惋惜这次咱们看不到日全食。在日全食相片中能够注意到，日面被遮挡成一个黑色的圆盘，其周围还有一圈亮光，这便是太阳大气的最外层——日冕。日冕的温度高达150万开氏温度，亮度却只有日面的几百万分之一，在日全食时是调查它的杰出时机。

12月26日，本年三次日食中的最终一次缓不济急。日食发作时，地球上有些当地的人们看到的是日环食，许多当地则是日偏食。如下图赤色窄带所示，从沙特阿拉伯开端，经过卡塔尔、阿拉伯联合酋长国、阿曼、阿拉伯海、印度、斯里兰卡、印度尼西亚、马来西亚、苏拉威西海，在太平洋西部完毕，这样一个条带的人们看到的是日环食。而在下图黑线中的其他区域，包含非洲东北部、亚洲（除北部）、印度洋北部、大洋洲西北部、太平洋西部这些当地，人们能够正常的看到日偏食。其间，咱们我国全境都能够正常的看到日偏食。

日食鸿沟地图，红线区域能够看见日环食，除此之外的黑线区域能够看见日偏食（来历：紫金山天文台，http://pics5.baidu.com/feed/43a7d933c895d143c62314a5a84462075baf071d.jpeg?token=32b3274d9abfff28b92fa592bf75b639&s=F816EC1A13AFF0ED06E1875E02001073）

因为间隔的问题，从地面上看，日面没有被前边的月亮遮挡完全，便是日环食和日偏食，会留下太阳益发亮堂的发光部分。遮挡全了便是日全食了，如下图所示。不过，从这类日全食相片中咱们也会注意到，日全食的太阳周围如同别的还有一圈亮光？这些是什么呢？

2007年8月NASA摄影的日食（来历：https:///images2003/26jan03/coronagraph_sample.gif）

因为咱们熟知的太阳风其实是来自日冕的物质流，所以广义的日冕包含了太阳风所能到达的规模，也便是超越150亿公里的规模。不过咱们一般以为的日冕规模（密度较大、亮度较高）在太阳周围大约15到20个太阳半径（约1030万到1380万千米）以内。日冕的形状与11年周期的太阳活动有关，在太阳活动极大年挨近圆形，而在太阳安静年则比较扁，赤道区较为延伸。

日冕的磁场勘探比较困难，主要是直接办法估测。

别看日冕的温度高，它那些高电离的离子和电子的粒子数密度只是约为1015/m3。与之比较，咱们身边的空气中的分子的数密度大约是2.7×1025/m3，也便是说相差了几百亿倍。日冕主要由高速自由电子、质子及高度电离的离子组成，日冕的温度表征了其粒子运动的速度。日冕的温度随高度添加较为缓慢，几乎是均匀的。在高温之下，不只氢、氦等原子被完全电离，还有一些电离程度十分高的元素，例如铁原子丢掉13个电子构成的离子。下边的示意图给出了太阳大气温度随间隔的改变以及分层，其间Corona便是日冕；而Fe IX/X、Fe XII、Fe XV都是铁原子丢掉很多电子构成的离子，下面的数字是其对应的射线，方位就表明了相应的温度。

太阳大气温度随间隔的改变以及分层示意图，其间Corona为日冕（来历：https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2009/26/aa10601-08/img10.png）

科学家们了解到的日冕的特性，是经过观测日冕的各种辐射来估测的。日冕光由三部分所组成：

（1）没有吸收线的偏振的连续光谱，它是光球的辐射被日冕电子汤普逊散射构成的，称为K日冕（Kontinuierlich）。

（2）不偏振的连续光谱，因为太阳光被行星际空间中的尘土散射发生，呈现出光球光谱的一切夫琅禾费线，称为F日冕（Fraunhofer）；这种光集中于黄道面，又称为“内黄道光”；

（3）一切日冕的分立辐射线的总和，称为E日冕或L日冕（Emission）。这些线是一些高电离金属，例如方才说到的铁原子丢掉13个电子构成的离子有关的射线。

别的，日冕还辐射软X射线（X日冕）以及射电规模的韧致辐射（R日冕）。

这部分咱们触及的专用名词比较多，咱们只需要恰当认识一下，感兴趣的朋友能够查找进一步的材料。

日冕光随高度的改变（来历：论文Brandt, 1970，中文图扫描自《日地空间物理学》，涂传诒著）

咱们在相片上也看到了，日冕有着杰出的形状。日冕中其实存在着一些风趣的精细结构，例如冕流和极羽、冕洞、日冕凝集区等。

例如咱们有时在一些艺术图中看到太阳外圈环形的火舌（如下图所示），这种结构叫做日珥，它们起源于色球层，可是在日冕中扩展。日冕中有一种盔状光幕的发光区域，称为盔状物，其底部中心一般随同有安静日珥。

极紫外辐射摄影中的日珥（来历：https://www.nasa.gov/sites/default/files/styles/full_width_feature/public/thumbnails/image/faq1.jpg）

又如冕洞也是日冕中很重要的结构，科学家们以为高速的太阳风是从冕洞中出来的。这种结构在X射线等非可见光的摄影中显现为黑色的大洞，下图是极紫外辐射摄影中显现出来的，这洞比地球要大得多。

极紫外辐射摄影中的冕洞（来历：https://scied.ucar.edu/sites/default/files/images/large_image_for_image_content/sun_coronal_holes_sdo_aia_193_12jan2011_594x550.jpg）

在1931年创造日冕仪曾经，天文学家们研讨太阳时只能在日全食期间调查日冕。可是现在，跟着技能的不断进步，新的观测手法继续不断的添加，天文学家们对日冕的了解渐渐的变多，也不再依赖于日食了。

来历：我国科学院国家空间科学中心