揭开太阳日冕神秘面纱

日全食时，黑暗的太阳外围是银白色的光芒，像帽子似地扣在太阳上，因此称为日冕。日冕是太阳最外围大气。平时要观测日冕，需要用特别的日冕仪。日冕的范围很大，用日冕仪只可以观测到接近太阳表面的那部分日冕，一般叫做内冕。

它的边界离太阳表面约有3个太阳半径那么远，或者说约为200万千米。在此以外的日冕叫做外冕，它向外延伸到地球轨道之外。日冕的物质非常稀薄。内冕密度稍微大一些，但它的密度也低于地球大气的十亿分之一，几乎接近真空。日冕的形状很不规则，有时候呈圆形，有时候呈扁圆形，结构也很精细，在太阳赤道四周有很多向外流动的“冕流”伸向远处，太阳极区则有一些纤细的羽毛状的“极羽”。

图1 2012年7月11日美国宇航局的高分辨率日冕成像仪（Hi-C）捕获到了太阳日冕活动。通过波长为19.3纳米（可见光波长的1/25）的紫外线光的观测，才获得了这些具有代表性颜色的图片。

英国报道，当太阳任何区域温度达到100万摄氏度时，强烈的风暴将会对地球产生大破坏，直到今日科学家仍然无法揭开太阳神秘日冕的面纱。然而天文学家近日发布了前所未有的高分辨率图片，显示了太阳大气层真正的样子。

这些1600万像素的图片上是由美国宇航局的高分辨率日冕成像仪（Hi-C）拍摄的，后者于7月11日与探空火箭一同发射升空。

Hi-C望远镜能够提供非常高清的细节，它大约是世界上第二精密的观测——美国宇航局太阳动力学天文台——能够提供细节的5倍。利用最新的镜像设计，Hi-C望远镜能够获得小至135英里宽的结构的图像。美国宇航局将这种先进比喻成，从普通的阴极射线电视转换为高清TV。科学家称这些新的图片将帮助我们更好的理解太阳活动是如何影响地球的。

图2 前后：这些太阳日冕的图片显示了美国宇航局高分辨率日冕成像仪（Hi-C）与美国宇航局太阳动力学天文台装配的大气成像仪相比，在分辨率上的提高。

“虽然这项任务只持续了几分钟，这却是太阳日冕研究领域的一个突破性进展。”

美国史密斯森协会天文学家莱昂·戈卢布（哈佛- 史密森天体物理中心）这样说道，他也是这项任务的首席研究员之一。

自从Hi-C装配在亚轨道火箭上后，它的首次飞行持续了10分钟。在那段时间内，大约330秒在收集数据。“Hi-C的飞行任务将会是我所有花费的5分钟内最富有成效的。”

了解太阳活动以及它对地球环境的影响是Hi-C的重要科研目标，Hi-C为我们展示了太阳大气层动力活动和结构前所未有的新视野。“放眼全球，立足本地，这一俗语同样适用于太阳。” 戈卢布这样说道，“在小范围内发生的活动可以影响整个太阳，导致一场爆发。”

日冕环绕着太阳的可见表面。它充满了上百万度的离子气体，或者称等离子体，温度如此之高以至于它发出的光线主要是X射线波段和极紫外波段。几十年来，太阳学科学家一直在试图揭开太阳日冕温度如此高的原因，以及它是如何在剧烈的太阳耀斑和相关的名为“日冕物质抛射”的爆发中喷射，日冕物质抛射撞击地球时会对地球产生严重的影响。

Hi-C望远镜是专门用来观测那些理论上导致太阳动力活动的精密结构。Hi-C主要关注于近太阳黑子NOAA1520附近的活跃区域。根据具体的大小和活动特性，科学家在发射火箭当天最终确定了观测目标。最终拍摄的高分辨率图片波长段在19.3纳米（可见光波长的1/25），显示了混乱的磁场连接太阳等离子体形成了一系列非常复杂的结构。

这个项目是由中央兰开夏大学、美国宇航局和美国史密斯森协会共同合作。中央兰开夏大学研究主任罗伯特·沃尔什说道：“这些由Hi-C照相机拍摄的首批图片非常振奋人心，远远超出我们的预期。我们现在能够在我们以前从未到达的复杂层面上分析太阳的结构方面。Hi-C任务的发现将帮助我们更好地理解太阳的外大气层，了解更多太阳日冕层喷射出来的电气化气体，以及它释放出来的能量产生的机制，所有的一切都会对地球产生影响。”

“我们现在又非常精良的仪器，并且在对的时间发射出去了。” 美国宇航局马歇尔太空飞行中心的太空科学家家乔纳森·瑟坦这样说道，“由于我们目前观测到的这些密集的太阳活动，我们能够将重心放在大小合适活跃的太阳黑子上，并获得我们的成像目标。”