在我们地球人的眼中,太阳看上去就像是一个明亮、温暖、完美无瑕的圆盘,所以我们很容易据此认为,太阳的表面应该是平整且光滑的,那实际情况是否真是如此呢?我们可以先来看一张图片。
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上图为丹尼尔·井上太阳望远镜(DKIST)拍摄到的真实影像,从中我们可以看到密密麻麻的颗粒状结构,这拍的是哪里呢?相信大家都已经猜到了,没错,这就是太阳的表面,它就长这样。
实际上,太阳表面的这种颗粒状结构被称为“太阳米粒组织”(Solar granule),它们密密麻麻地“挤”在一起,覆盖了整个太阳的表面,成为了太阳的“皮肤纹理”。
早在19世纪中期,科学家们就注意到这种结构的存在,但直到20世纪30年代,才将其正确地识别为太阳上的对流单元。
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为方便理解,咱们可以用一个很简单的生活场景来类比,想象一下你正在用火煮粥,锅底的粥被加热后,会咕嘟咕嘟地往上冒,到了表面后,这些热粥会把热量散发掉一些,然后又会沉下去,回到锅底被重新加热,这个过程就是对流。
太阳表面的“米粒”其实也是形成于与之类似的过程,只不过尺度要宏大得多。在太阳的内部,存在着一个规模巨大的对流层,由于太阳越往内,温度就越高,因此对流层底部的物质就会上升。
在太阳上的高温环境中,物质几乎都是以等离子态的形式存在,而我们看到的每一个“米粒”,实际上都是一团正在向上涌出的等离子体物质。
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这些物质在太阳的“锅底”(即对流层的底部)被“加热”后,就会一路冲到光球层,也就是我们能看到的太阳表面,在此之后,它们会像摊开的煎饼一样向四周铺开,同时把一部分能量以光和热的形式释放出去,于是我们就看到了明亮的“米粒”。
而在这个过程中,它们自身会慢慢冷却(温度可下降几百摄氏度),颜色也随之变暗,随后那些冷却了的、颜色更暗的物质会在“米粒”之间的缝隙中下沉,从而形成了我们所看到的暗色边界。
太阳表面的这些“米粒”,其“生命周期”都是很短暂的,根据科学家的观测,它们存在的时间通常都在8至20分钟之间,它们在太阳表面轰轰烈烈地绽放,然后迅速凋零,而新的“米粒”又会出现并将其取代。
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所以,整个太阳的表面(光球层)就是一个由无数上升热物质(明亮区域)和下沉冷物质(暗边界)构成的动态循环系统,每一个“米粒”就是一个独立的对流单元,它们共同在太阳表面构成了一幅永不停歇的沸腾画面。
每时每刻,太阳表面都有数以百万计的“米粒”存在,相对太阳本身而言,它们的尺寸无疑是非常渺小的,但对于地球上的我们来讲,每一个“米粒”都是非常巨大的。
已知的观测数据表明,这些“米粒”的直径通常都在1000公里至2000公里之间,这是什么概念呢?这样说吧,如果取其平均值(也就是1500公里),那每个“米粒”的面积,都与我们地球上最大的岛屿——格陵兰岛大致相当。
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太阳,实在让人心生敬畏。你觉得呢?
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