下雨这种现象并不是只会出现在地球上,比如说在金星上就会下雨,除此之外,土卫六(土星的最大卫星)上也会下雨,只不过在金星上下的雨是硫酸,而在土卫六上下的雨却是在低温下呈液态的碳氢化合物(其中绝大部分是甲烷)。
金星和土卫六的雨已经很稀奇了,那如果告诉你,太阳上也会下雨,你会相信吗?对于这个问题,相信很多人都会给出否定的答案,毕竟太阳的温度那么高,按常理来讲,是不可能下雨的。然而实际情况却是,太阳上真的会下雨,科学家将这种雨称为“日冕雨”。
上图为“太阳动力学天文台”记录到的“日冕雨”,可以看到,大量的“雨滴”纷纷扬扬地向太阳的表面洒落,要知道太阳的体积是地球的大约130万倍,据此我们完全可以想象出这场“日冕雨”的规模有多巨大。怎么样?是不是觉得长见识了?原来太阳上也会下雨。下面我们来看看这具体是怎么回事。
(注:“太阳动力学天文台”的英文名为“Solar Dynamics Observatory”,简称“SDO”,是NASA于2010年发射的一颗专门观测太阳的人造卫星)
在我们眼中,太阳就像是一个熊熊燃烧的大火球一样,但实际上,太阳并没有燃烧,它的热量其实来自其内部的核聚变反应。
按照从内到外的顺序,太阳可以分为核心区、辐射层、对流层、光球层、色球层以及日冕层,太阳内部的核聚变反应只在核心区发生,其释放出的强大能量形成了一个辐射层,它会阻止太阳外层的物质进入,而太阳内外的热量传递则发生在对流层。
顾名思义,对流层主要依靠对流的方式来进行热量传递,简单来讲就是太阳外层的温度较低的物质会“下沉”,而太阳内部温度较高的物质会“上升”。
然而这个过程并不是一直都很顺利,太阳上的物质都是以等离子体的形式存在的,而等离子体又会受到磁场的约束,在有些时候,太阳表面的等离子物质会形成一个强大的局部磁场,进而阻止了太阳内部的物质顺利地“上升”到太阳的表面。
在这种情况下,太阳内部的能量就会不断地在此蓄积,进而促使该区域的磁力线发生越来越强的“磁扭缠”,当其超过临界值之后,该区域的磁力线就会断裂,在此之后,太阳内部的物质就会携带着巨大的能量汹涌而出。
要理解上述过程,我们可以简单地把磁力线想象成一根绳子,如果我们从这根绳子的两头向相反的方向不断地用力拧,就相当于在蓄积能量,在力量足够的情况下,这根绳子迟早会被拧断,而在绳子断裂的时候,就会释放出之前蓄积的能量。
与绳子不同的是,太阳表面局部磁场的磁力线在断裂之后,很快就会重新连接,这种现象也被称为“磁重联”,而由于从太阳内部喷出的物质都是等离子体,因此它们就会受到局部磁场的约束,如此一来,这些物质就会被迫沿着磁力线的方向运动,进而形成日冕。
日冕中的物质温度可以高达上百万摄氏度,如果束缚它们的磁场足够强的话,那么这些物质就无法逃逸,在这种情况下,随着它们温度的不断下降,其密度也就会持续增加,最终这些物质就会形成相对稠密的雨滴状团块。
在太阳强大的引力作用下,这些“雨滴”就会向太阳表面坠落,与此同时,其下方的温度更高的物质又会给它们提供一定程度的“支撑”,所以它们下落的速度并不算快,于是我们就看到了壮观的“日冕雨”。
观测数据表明,“日冕雨”的“雨滴”非常大,通常都可以覆盖几千公里的范围,虽然它们的温度相对较低,但是仍然可以达到数万摄氏度,在如此高的温度下,物质只能以等离子体的形式存在,也就是说,在太阳上下的雨,其实是炽热的等离子体物质,而并不是我们想象中的液态物质。
好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。