太阳单色像

由选定的某一波长 λ处的狭窄波段Δλ内的单色辐射所成的太阳像,它能反映出太阳大气中形成该单色辐射的那一层气体的状态。 以前, 一般是利用太阳摄谱仪,使太阳像与底片同步移动进行全日面扫描来获得太阳单色像。自二十世纪三十年代法国天文学家李奥发明双折射滤光器后,基本上便以装有双折射滤光器的望远镜──色球望远镜来取得太阳单色像。这样就能同时得到整个日面的单色像,而不必作长时间的扫描。

目前常见的太阳单色像有:

(1)氢单色像 用氢Hα线(波长6563埃)的线心,可得到Hα单色像。用它来观测色球显得特别清晰。可以看到谱斑(氢谱斑)、日珥和暗条(图1),在黑子附近,有时还可看到耀斑。根据谱线位移,在Hα的红翼和蓝翼进行离带观测时,可以观测到色球上物质的上升或下降运动。

图1  Ha全日面单色像

(2)钙单色像 电离钙 CaⅡ的H和K线(波长分别为3968埃和3934埃)都是共振双线,因而单色像是一样的,但由于K线较强,一般都用K线进行观测。在K吸收线轮廓中的发射部分──K2线,和中心凹陷部分──K3线,都可得到单色像。K2线产生于色球中层。钙单色像上的谱斑(钙谱斑)有明显的色球网络结构──钙网络,以K2线和K3线得到的网络最为清晰(图2)。观测表明,钙网络与超米粒组织、钙网络元与超米粒元都有很好的对应关系。

图2  太阳的电离钙K线单色像

(3)氰单色像 氰分子(CN)谱带的带头波长 3883埃谱线产生于光球的上层,该谱线对温度特别灵敏。在观测中发现小的CN元在黑子附近以每秒一公里的速度外流,直接的磁场观测发现在黑子外缘有微小磁元外流也证实了这一点。这种单色像在空间位置上与纵向磁图基本一致。

(4)3835埃单色像 据观测,发现在大耀斑开始时,磁场中性线(见磁合并)的两侧有一系列的3835埃闪烁点出现。每个闪烁点的平均寿命是5~10秒,直径小于1″。对1972年8月7日特大耀斑观测表明:闪烁点与45千电子伏的X射线爆发基本对应。据认为,它们是磁流环的基点,由磁流环中被加速的高能电子轰击色球低层所引起。

(5)日冕的 5303埃和6374埃单色像 内冕光谱只有发射线, 其中以绿线(Fe揓λ5303埃)最强。由于离太阳边缘1┡处的日冕亮度只有日面平均亮度的百万分之一、二,而在地面上观测,地球大气造成的散射光在该处竟达日面平均亮度的千分之一,所以,日冕仪只有放置在高山上才能对日冕进行观测。通常日冕的5303埃单色像是用双折射滤光器取得的(图3)。

图3  用日冕仪拍摄的Fe揓5303埃单色像

(6)中性氦(HeI)10830埃和电离氦(HeⅡ)304埃单色像 由天空实验室取得的大量太阳的远紫外线照片发现,日冕中存在着冕洞的结构。由真空太阳望远镜在地面上获得的红外HeI10830埃太阳单色像也曾观测到冕洞。将它和发射线HeⅡ304埃单色像对比,发现304埃单色像中的亮特征即是10830埃单色像上的暗特征,反之亦然。但是在与冕洞的对应上,由于10830埃单色像临边昏暗较为显著,所以就稍差一些。

(7)铁的23次电离离子(FeXXIV)255埃单色像 单色像对耀斑的研究有较大的帮助,可以在各波段上取得有关耀斑亮度、位置及其变动的信息。天空实验室取得的1973年6月15日2b级耀斑的255埃单色像表明,它是一个典型的双带耀斑,两条耀斑亮带由磁力线连接起来。在耀斑极大时刻,255埃单色像在磁场中性线上空的环状日珥顶部最亮,表明在出现耀斑闪光的阶段时,这一区域的温度极高。(见彩图)

太阳光谱  上面布满光谱线,从中可以了解太阳的化学组成和物理状况。 图4  天空实验室拍摄的太阳远紫外射线照片
参考书目
  1. R.G.Athay ed.,The Solar Chromosphere and Corona:Quiet Sun, Vol.53, D.Reidel Publ.Co.,Dordrecht,Holland,1976.