過渡區

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TRACE 19.5奈米波長的日冕影像,中央下方的黑暗區域是日珥。可以看見低層的過渡區,明亮的霧氣籠罩在太陽的表面,日珥本身則被明亮的光輪包圍著。巨大和明亮的結構是日冕的磁圈。

過渡區太陽大氣層內介於色球日冕中間的一區,只能在太空中使用紫外線望遠鏡看見。它的重要性在於一些未曾被說明,但在太陽大氣物理中是很重要的轉換:

  • 在此之下,重力控制著太陽主要的形狀特徵,因此太陽能被水平的分層並描述特點(像是黑子);在這之上,動力學的力量控制了太陽的主要特性,因此過渡區的高度不能分出層次很明確定義出來。
  • 在此之下,多數的沒有被完全的游離,所以他能有效的放出能量;在這之上,氦被完全的游離,對溫度的平衡有深遠的影響(詳見下文)。
  • 在此之下,物質是不透明的,顏色與譜線相關聯,所以在過渡區下形成的譜線主要是紅外線可見光近紫外線吸收線;而在過渡區或其上的譜線,主要是遠紫外線(FUV)X射線。這使得過渡區的輻射傳導變得非常複雜。
  • 在此之下,氣體壓力流體動力學控制了形狀和結構;在這之上,磁力控制了運動和形狀的結構,提升不同簡化的磁流體動力學。過渡區本身是很難研究的部分,因為他必須以極端複雜的那微-史托克方程式馬克斯威方程來處理。

氦的游離是很重要的,因為它是形成日冕很關鍵的成分:當太陽的溫度較低時,氦只是部分被游離(也就是仍保留了兩個電子中的一個),物質經由黑體輻射來曼連續流對氦的直接耦合,非常有效的被輻射冷卻。在這種情況下,支撐色球層頂的平衡溫度只有幾萬K

只要有更多的熱量,氦就可以充分的被游離。在這個點上,與氦耦合的萊曼連續流被終止,並且不再能有效的輻射熱量。於是溫度迅速的躍升至數百萬度K-日冕的溫度。這種現項稱為溫度激變,並且是一種相變,類似於沸騰成為蒸氣;事實上,太陽物理學家提到這種過程就以大家熟悉的水蒸發來比喻。同樣的,如果日冕的溫度只要被微量的降低,物質就會迅速的變冷,經由溫度激變下降數十萬K,並且被凝聚。過渡區被認為就在或就圍繞著溫度激變物質的周圍。

TRACE太空船的FUV影像下可以看見過渡區,像一輪暗淡的光暈浮在黑暗的太陽(在FUV)和日冕表面之上。光輪也環繞在黑暗的日珥FUV影像周圍,那兒包含了被磁場暫時支撐住的凝聚物質。

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