认识冕洞和太阳风
认识冕洞和太阳风
冕洞是什么？就是日冕照片上大片暗黑的区域，这里的物质密度和温度比周围日冕低，磁场同普通的条形磁铁磁场不一样。在条形磁铁周围撒些铁屑，铁屑将以磁铁为中心，形成一个个圆圈。这说明条形磁铁的磁力线是封闭的。而冕洞的磁场则呈开放型。若在冕洞里撒些铁屑，则铁屑将向行星际空间“无限”延伸。
由于冕洞里面的物质稀薄，辐射比周围低得多，所以在白光照片上，这里出现大片暗黑区域。但由于物质很稀薄，要从地面光学资料中发现冕洞是很不容易的。空间观测对冕洞的证实和进一步了解起了重要作用。“冕洞”这个词就是从太阳X射线像上得来的。
根据空间观测资料，在太阳活动从峰年往谷年下降时期，冕洞大致有3种：①极区冕洞，位于太阳的南极区和北极区，常年都有。②孤立冕洞，位于低纬地区，一般面积较小。③延伸冕洞，分别向南和向北延伸，向南延伸的，从北极区延伸至南纬20度左右，向北延伸的，从南极区延伸至北纬20度左右。延伸冕洞和极区冕洞相接，面积较大。
太阳上的冕洞
“天空实验室”观测表明，冕洞的寿命很长，一般能持续5个太阳自转周期，有的达8～10个太阳自转周期。一个太阳自转周期是27天，因此冕洞存在的时间一般是100多天，有的甚至达1年以上。
这样长的寿命绝不是太阳活动的产物，因此前面所说的恰普曼的假说是不对的。M区不是同太阳黑子有关。根据现在的了解，M区就是冕洞，冕洞就是太阳日冕层上宁静的区域，因此，引起地磁扰动27天重现性的，是太阳日冕上的宁静区域，不是太阳活动区。
太阳日冕上宁静区域为什么能引起地磁扰动呢？原来，冕洞里的磁力线是向行星际空间张开着的，所以有大量带电粒子一面沿着磁力线转圈子，一面向前跑。这些从太阳上出来、沿磁力线进入行星际空间的带电粒子和磁场，就是太阳风。
太阳风起源于日冕，是日冕气体不断膨胀的结果。地面上的风主要是空气流动。太阳风主要是质子、电子和少量的重原子核，还有磁场。地面上12级台风的速度是33米/秒，而太阳风的风速可达400千米/秒！同地面的风速相比，真正的狂风只有太阳风才相称。
太阳风吹来，给我们带来了什么？把美丽的女神奥罗拉带来了。奥罗拉原是罗马神话中驱散星斗的曙光女神。她是太阳神阿波罗和月亮神狄爱娜的妹妹，长得很漂亮。大概奥罗拉觉得自己的芳名送给点染极地夜空的极光更合适吧，现在西方都把极光叫做奥罗拉，我们中国人还称它极光。
极光的确很美！1885年挪威极光学者索弗斯·特朗霍尔特赞美它道：“人世间没有任何色彩和画笔能描绘出它那难以想象的绚丽，也没有任何文字描写出它无与伦比的秀美。”
极地探险家弗雷德乔夫·南森描述了1893年11月28日的极光。他是这样写的：“出来一看，我愣住了。无法形容的美丽极光宛如七彩长虹在空中辉映，令人难以置信这是在人间。我从未看到过如此绚丽的色彩。始见黄色，逐渐变成绿色，接着在‘拱桥’的边缘上出现了宝石般的闪闪红光，并很快地扩展到整个‘拱桥’。霎时，蛇状火焰从西方地平线上翩然而起，愈近愈明亮。嗣后，‘长蛇’分成3条，颜色也改变了。南面的‘长蛇’变成红宝石般的颜色，并杂有黄色的斑点。正中间的‘长蛇’呈黄色，北面的‘长蛇’为淡绿色。光束像穿过暴风雨前的磁场媒质波一样在‘长蛇’身边飞驰。光束如梭，忽明忽暗，‘长蛇’冲天而过。整个事件像是一场由彩色火花组成的无休止的幻景，超越了任何梦境中之所见。”
美丽的极光被人们认为是点染极地夜空的神秘之光，就连祖祖辈辈居住在北极，平常看惯了极光的因纽特人和拉普人，也感到它们中间隐藏着浓厚的神秘色彩。住在加拿大哈得孙湾附近的因纽特人，把极光看成是引导死者灵魂走向天堂的火炬。
极 光
芬兰的拉普人说，极光是捐躯沙场的亡灵在太空中浴血奋战。即使在波罗的海沿岸的爱沙尼亚，也流传着极光是天上的酣战，说是在某一个圣夜，天上的帷幕被拉开，人们可以从地上窥视到战斗的情景，两名斗士正要挥戈对战，天神不许可，把他们拉开了。
1621年，法国数学家、天文学家伽桑狄在法国南部看到了极光，他把曙光女神的芳名奥罗拉加给了它，称它是奥罗拉·保莱埃里斯，即北方的曙光。这是极光科学成为现代科学的开端，从此人们就探索它的成因了。
历史上对极光的成因提出过3个有趣的理论：①认为极光是围着北冰洋燃烧起来的火；②认为是透过大地尽头薄薄的地面和冰层而泄漏出来的阳光；③认为极光是北极的冰和雪吸足了白昼的阳光，在夜晚以我们尚未认识的某种机制，把阳光又释放出来的现象。
发现哈雷彗星的哈雷认为，从地球的磁核飞出来的“磁粒子”不断地沿着磁力线飞驰。如果地球大气处于某种不稳定状态，磁粒子群就会和大气碰撞而发出极光。德梅兰不同意哈雷的看法，他认为极光是太阳大气扩展到地球上，使地球大气发光的。在此同时，俄国的罗蒙诺索夫、英国的坎顿和美国的富兰克林，都用雷雨放电来解释极光。
后来发现，这些解释都不正确。科学家发现，极光是地球大气外面来的粒子流同地球大气碰撞而发光的。不同种类的粒子同大气碰撞，发出不同颜色的光辉，就像五光十色的霓虹灯发光机制那样，所以极光的颜色是五彩缤纷的。这种从地球大气外面来的粒子就是太阳风。它“吹”到地球附近以后，沿着磁力线向地磁两极移动，到了极区便沉降下来，在沉降的过程中同大气碰撞，发出美丽极光。
极光是美丽的，可惜它只出现在高纬度地区，我国位于中纬和低纬度地区的居民是很少有机会饱一饱眼福的。然而在北京以北，特别是黑龙江北部的漠河地区，还是有机会见到它的。