今天我们来聊聊日冕物质抛射,以下6个关于日冕物质抛射的观点希望能帮助到您找到想要的大学知识。
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太阳活动之日冕物质抛射--太阳的“喷嚏”
在 这篇文章 中说到耀斑可以看做是“咳嗽”，那么太阳的“喷嚏”就是日冕物质抛射了。日冕物质抛射名字比较长，一般用英文Coronal Mass Ejection的缩写CME来表示。它是太阳大气乃至整个太阳系中最大尺度的剧烈活动现象。 CME是指大尺度的磁化等离子体从太阳大气抛向行星际空间的想象，通俗一点的比喻就是像打喷嚏喷出的唾沫星子。 从 1859年卡林顿 发现太阳耀斑之后，人们一直认为耀斑是最剧烈的太阳爆发现象。直到1993年Gosling在文章“The solar flare myth”提出CME才是最大的太阳爆发想象，随后对CME的相关研究才迅速兴起。 CME的第一次观测可能是在1860年的7月18日。当时欧洲大陆发生了一次日全食，一些观测者对他们观测到的日冕进行了绘制。在很多不同地点的观测图像中，都显示出在太阳西南边缘处有一个看起来脱离了太阳的近似圆形的结构，明显不同于周围日冕的结构。以现在对太阳的认识来看，这个结构很可能就是CME。 这里之所以说可能是CME，是因为这个结构的速度可能比较小，没有逃脱太阳的引力，最终还会回落到太阳上。 人类首次确认CME的存在是在1971年，当时美国的OSO-7卫星上携带了一台日冕仪，在12月24日观测到一团明亮的等离子体星云以大约1000 km/s的速度远离太阳，这一速度超过了太阳的逃逸速度。因此被公认为是一团成功抛出太阳的物质，即CME。 CME的典型结构如下图所示，包含三个部分，分别是亮的外环、低密度的暗腔和暗腔中的高密度亮核。但CME在太阳上抛出的角度不同，我们观察到的现象也有不同，所以并不是每一个CME都能看到这三部分结构。 CME的演化可分为三个阶段： 初始相：CME以小于80 km/s的速度缓慢上升，大致与耀斑前相对应，持续大约几十分钟。 脉冲加速相：CME迅速加速，直至耀斑辐射的软X射线流量达到最大。时间上对应耀斑的脉冲相，几分钟到几十分钟不等。 传播相：CME速度基本不变或稍微减小，时间上对应耀斑的衰减相。 大家可以想一下耀斑和CME的关系，之后的文章会解释它们之间的关系。 还是老样子，图懒无源，侵删致歉！ 感谢大家的点赞支持！！
几十光年之外恒星喷射出惊人的“太空焰火”—太阳也有这样的可能
日冕物质抛射（Coronal Mass Ejection，也被称为CME）是巨大的、携带磁力线的泡沫状气体，在几个小时中被从太阳抛射出来的过程，表现为从太阳向外抛射一团日冕物质（速度一般从每秒几十公里到超过每秒1000公里），使很大范围的日冕受到扰动，从而剧烈地改变了白光日冕的宏观形态和磁场位形。日冕物质抛射是日冕大尺度磁场平衡遭到破坏的产物，日冕物质抛射破坏了太阳风的流动，产生的干扰会影响到地球，甚至引发悲剧结果。 其实，日冕物质抛射是太阳系中相当普遍的现象，它是太阳释放能量的另一种形式，也可以说是一种来自太阳上层大气的等离子体大爆发，并被释放到太阳风中。在太阳活动最大期（太阳活动达到最大值的常规时间），它们通常每天发生大约三次。 CME的大小可以有很大的不同：一个国际天文学家小组在距离一颗名叫EK Draconis的恒星100光年多一点的恒星系统中发现了一个巨大的CME（远远大于在类太阳恒星上观测到的最大的CME）。 这次观测向我们发出了令人警醒的警告， 因为科学家认为我们的太阳也有能力进行如此危险的活动 。此外，研究小组认为，正是因为太阳过去发生了类似的喷发，才塑造出地球和火星今天的面貌！ 在他们的研究中，天文学家发现了被称为EK Draconis的恒星。作为一颗G型主序星（光谱型为G的恒星。光谱特征为电离钙的H和K线特强），它与我们的太阳有着惊人的相似之处。然而，在1亿年前，EK星比我们46亿年前的太阳要年轻得多。作为太阳的一个“年轻版本”，它给天文学家提供了一个极好的机会来洞察太阳的年轻岁月。 在2020年的春季和冬季，该团队使用NASA的过境系外行星调查卫星和京都大学的EIMEI望远镜对该恒星进行了30多个夜晚的跟踪。4月5日，一次很偶然的观测，他们目睹了一场激烈的宇宙焰火表演。EK Draconis星产生了一种空前凶猛的CME，在此期间，大量的能量和带电粒子被排出。尽管研究小组只能捕捉到CME的初始阶段，但炽热等离子体云的速度却达到了每秒610公里。 这次CME在质量方面也是相当独特的，因为它的质量为万亿公斤，比从G型主序星观测到的最强大的日冕物质抛射的质量高出十倍多。 根据论文作者之一Yuta Notsu的说法，这种规模的日冕物质抛射在我们的太阳系中也可能发生。该小组的发现可能有助于我们进一步了解这些可能在过去数十亿年中影响火星和地球的事件类型。 幸运的是，到目前为止的观测和新的研究表明，我们的太阳可能比龙星相对平静。例如，2019年发表在《天体物理学杂志》上的一篇研究论文显示，银河系中年轻的类太阳恒星似乎经历了类似于太阳系中太阳耀斑的规则超新星，但强度是太阳系的几十倍甚至数百倍。 尽管如此，科学家们说，超级巨星和随后的CME仍然可能发生在我们的系统中，但并不经常发生。研究小组估计，这种情况每几千年才会发生一次。 Yuta Notsu说，在我们的太阳系还处于婴儿期的时候，巨幅日冕物质抛射现象可能更为普遍。 事实上：“与地球相比，现在火星的大气层非常薄，”Yuta Notsu说。“过去，我们认为火星的大气层要厚得多。日冕物质抛射可能有助于我们了解数十亿年来火星发生了什么。” 总而言之，早期的巨星CME可能在塑造火星和地球成为我们所知的行星方面发挥了重要作用。我们怀疑未来的研究将揭示许多关于早期太阳系的奥秘。 Probable detection of an eruptive filament from a superflare on a solar-type star (Nature Astronomy) 百度百科-日冕物质抛射词条
日冕物质抛射和太阳风的区别
太阳风是从太阳不断吹出的强劲粒子流，其速度可达几百公里每秒，我们的地球就沐浴在太阳风之中。有时候日珥或暗条会爆发，把物质从太阳向外抛出，就会形成日冕物质抛射。 日冕物质抛射是巨大的、携带磁力线的泡沫状气体，在几个小时中被从太阳抛射出来的过程。表现为在几分钟至几小时内从太阳向外抛射一团日冕物质（速度一般从每秒几十公里到超过每秒1000公里），使很大范围的日冕受到扰动，从而剧烈地改变了白光日冕的宏观形态和磁场位形。日冕物质抛射是日冕大尺度磁场平衡遭到破坏的产物，日冕物质抛射破坏了太阳风的流动，产生的干扰会影响到地球，甚至引发悲剧结果。 太阳风，天文名语，是指从太阳上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流。在不是太阳的情况下，这种带电粒子流也常称为“恒星风”。太阳风是一种连续存在，来自太阳并以200-800km/s的速度运动的高速带电粒子流。这种物质虽然与地球上的空气不同，不是由气体的分子组成，而是由更简单的比原子还小一个层次的基本粒子——质子和电子等组成，但它们流动时所产生的效应与空气流动十分相似，所以称它为太阳风。
日冕物质抛射对地球的影响
日冕物质抛射是太阳向外抛射的一种巨大气体，因为它呈现的状态是白色气态，所以它形状被称为酷似泡沫状，日冕物内含有强大的磁场，而磁力线附在磁场的周围，以至于它的抛射速度很快，每秒达到1000公里以上。使得大范围的日冕大尺度磁场造到损坏，干扰了太阳风的流动，如果事态严重可能会导致悲剧发生。
一、日冕物质抛射的理论模型
日冕物质抛射是活动太阳现象中最为剧烈的现象。它在建立模型时，因通过太阳向外放射出的能量会对磁力线造成干扰，以至于原有的物质全部被暴露，从而产生了CME。而CME不仅具有多种形态，还带又大量的磁通量。
但在建立模型时，科研人并不能保证磁通量能够完全的保留在CME里，以至于他们将CME分为了4个模型来解决这个问题。CME模型的场所选择在无力场中，当其呈气体状态时，气体的压力和重力所储存的能量都爆发在选择的场所中。
整个爆发过程，科研人假设了三种模型分别为理想MHD过程模型、非理想MHD过程模型和混合模型，不同的模型，爆发的程度不一样。非无力场模型是以理想MHD为基础，在无力场中进行磁位形的演化，但这过程中并没有得以消耗，以至于模型中的磁重一直都被禁止使用。
这类模型受到科研人们的严格控制，当在模型中的磁场爆发时，只有部分闭合场可以打开，那是因为他们仍然不清楚借助理想MHD模型是否丧失了平衡力。理想-非理想混合模型在MHD过程模型中是无消耗过程，但它所产生的电流物是可以通过非理想MHD过程进行分解消耗过程。
这类模型有3个模块，分别是剪切磁拱模型、爆破模型和磁通量绳灾变模型。磁通量绳灾变模型的磁场结构是不与相邻的磁力线进行对接的，那是因为它们处在不平衡的位置上。最先，科研人用一根无限细的载流导线去描述磁场上的暗条。
当这条导线的光球表面那些磁力线磁所释放的压力和磁力线提供的张力相互平衡时，导线上的暗条处于平衡状态。这种平衡之所以是属于稳定平衡，是因为暗条中的电流在不断的增加时，它所处在的平衡位置也逐步的升高，直到电流超过预期值，平衡变状态就会变得不稳定，导致系统失去平衡状态而发生大爆炸。
二、日冕物质抛射对地球造成的影响
日冕物质中的亚原子粒子在通过地球磁场时发生了巨大的变化，因为粒子越是不断的运动，磁场中感应到的电流就越强，它的破坏性能就越高，外太空卫星被毁，使得整个地球的电子设备全部被毁坏。
三、日冕物质抛射对人类造成的影响
它也会给人类带来灾难。当亚原子粒子破坏了地球外围的臭氧层，使得臭氧层变得越来越稀薄，甚至破坏掉，从而粒子侵入到人体内破坏了DNA，导致无法储存遗传信息。但发生此事的概率很小。
太阳耀斑和日冕物质抛射是一回事吗？
第25太阳周期开始了，意味着在未来几年将有更多的太阳耀斑和日冕（CME）。大家有时无差别地使用这两个词，但它们并不相同。以下是它们的区别。 随着刚刚开始的第25太阳周期的加速，我们将更频繁地听到关于太阳耀斑和日冕的消息。这两者都是太阳上巨大的能量爆炸。有时，它们同时发生，强大的太阳耀斑总是与日冕相关。当太阳的磁场爆炸性重组，使能量驱入太空，太阳耀斑和日冕就产生了。不过，太阳耀斑是一束耀眼的光，一次日冕是大量的磁化粒子云，它朝一个特定的方向射入太空，有时朝着地球。 正如NASA解释的那样： 太阳耀斑和日冕发出不同的东西，它们的外观和传播方式不同，并且在行星附近有不同的作用。 这两种爆发产生于太阳内部的运动扭曲其自身的磁场。就像突然松开橡皮筋一样，磁场爆炸性地重新排列，使大量能量进入太空。这种现象会产生突然的闪光，即太阳耀斑。耀斑可持续数分钟至数小时，并且包含大量能量。来自太阳耀斑的光到达地球需要八分钟。耀斑释放的一些能量也会加速高能粒子，使它们可以在数十分钟内到达地球。 磁场的扭曲也能产生另一种爆炸，将太阳物质抛向太空。这就是日冕物质抛射，也叫CME。你可以通过大炮的物理原理来想象爆炸。这种闪光就像枪口的闪光，在附近的任何地方都能看到。日冕物质抛射就像一颗炮弹，以单一的优先方向向前推进，从枪管中射出的物质只影响一个目标区域。这就是日冕物质抛射，一个被抛向太空的巨大的磁化粒子云团。被称为等离子体的高温物质以每小时超过100万英里的速度，需要3天才能到达地球。通过太阳望远镜可以看到这两种爆炸的不同之处，耀斑表现为明亮的光，日冕物质抛射表现为膨胀到太空中的巨大气体扇。 耀斑和日冕物质抛射在地球上也有不同的影响，这解释了公众对它们的高度兴趣。NASA解释道: 耀斑产生的能量会干扰无线电波传播的大气层区域。这可能会导致导航和通信信号的退化，在最坏的情况下，还会造成暂时的停电。 另一方面，日冕物质抛射可以将粒子吸入近地空间。日冕物质抛射会挤压地球的磁场，产生电流，将粒子推向地球的两极。当这些物质与氧和氮发生反应时，就会产生极光，也就是北极光和南极光。此外，磁场变化会影响人类的各种技术。高频无线电波可以被削弱:无线电发射的是静电干扰，GPS坐标会偏离几码。当电力公司没有做好准备时，磁场振荡还会在地球上的公用事业电网中产生电流，使电力系统过载。 NASA可以指出一个强大的基于太空的太阳物理学舰队——一个由太阳、日球层、地球空间和行星宇宙飞船组成的舰队——同时运行以了解太阳系的动态，并一直在监视这些爆炸。在接下来的几年里，随着第25个太阳周期的加速，太阳活动将会增多:更多的耀斑和日冕物质抛射。NASA解释道: 就像我们如何预测雷暴和阵雨一样，美国国家海洋和大气管理局的空间天气预报中心运行模拟，可以根据这些数据和其他数据预测日冕物质运动何时到达地球。然后，他们会向相关团体发出警报，以便电力公司、航空公司和其他利益相关者在太阳风暴发生时采取预防措施。例如，如果强日冕即将到来，公用事业公司可以重定向电力负荷，以保护电网。 这是另一张太阳照片，摄于2021年1月6日，由美国国家海洋和大气管理局空间天气预报中心拍摄。如果你去那个页面，你可以得到很多关于太阳今天正在做什么的最新信息。 总结:太阳耀斑和日冕物质抛射(CMEs)都是在太阳磁场发生爆炸性调整时产生的，将大量能量送入太空。太阳耀斑是一种明亮的闪光。日冕物质抛射是一团巨大的磁化粒子云，它们以特定的方向被抛向太空，有时抛向地球。 作者 ： EarthSky FY ：Astronomical volunteer team 转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处
日冕物质抛射是如何产生的？它是如何影响地球通讯的？
"对许多人来说，磁场的不稳定性是主要原因，"Kliem说。"这需要磁场形成一个扭曲的通量管，称为通量绳，它可以储存火山爆发期间释放的能量。"
这一理论坚持认为，通量绳会导致纠结和不稳定，如果它们在磁重联过程中突然重新排列，它们可以释放被困的能量并触发CMES。进一步探索CME的新的物理性质，从而对其进行监测和预报，为我们的航天通信和导航活动提供预警保障。
太阳应该是一个 "远看静如处子，近看动如脱兔 "的典型例子。太阳的大气层实际上是非常活跃的。它分为光球层、色球层、过渡区和日冕。光球是我们在日常生活中用肉眼看到的太阳的表面。它发出的可见光辐射远多于其他层。因此，太阳大气层的其他层通常是完全看不见的。只有在日全食期间，当太阳的可见光被月亮挡住时，我们才能直接看到日冕。日冕中最猛烈的事件之一是日冕物质喷射。顾名思义，它从太阳的日冕中喷射出大量的磁化物质。它的爆发通常携带着巨大的等离子体，释放出高达1028-1032埃格的能量，相当于数十亿或数十亿次的核爆炸，并将超过10千兆吨的磁化等离子体以每秒几千公里的速度伤害到太阳和地球空间。当CME被抛向地球时，它将经过两到三天的时间到达地球。
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