如果告訴你,太陽上也會下雨,你會相信嗎?

下雨這種現象並不是只會出現在地球上,比如說在金星上就會下雨,除此之外,土衛六(土星的最大衛星)上也會下雨,只不過在金星上下的雨是硫酸,而在土衛六上下的雨卻是在低溫下呈液態的碳氫化合物(其中絕大部分是甲烷)。

金星和土衛六的雨已經很稀奇了,那如果告訴你,太陽上也會下雨,你會相信嗎?對于這個問題,相信很多人都會給出否定的答案,畢竟太陽的溫度那麼高,按常理來講,是不可能下雨的。然而實際情況卻是,太陽上真的會下雨,科學家將這種雨稱為「日冕雨」。

上圖為「太陽動力學天文臺」記錄到的「日冕雨」,可以看到,大量的「雨滴」紛紛揚揚地向太陽的表面灑落,要知道太陽的體積是地球的大約130萬倍,據此我們完全可以想象出這場「日冕雨」的規模有多巨大。怎麼樣?是不是覺得長見識了?原來太陽上也會下雨。下面我們來看看這具體是怎麼回事。

(注:「太陽動力學天文臺」的英文名為「Solar Dynamics Observatory」,簡稱「SDO」,是NASA于2010年發射的一顆專門觀測太陽的人造衛星)

在我們眼中,太陽就像是一個熊熊燃燒的大火球一樣,但實際上,太陽並沒有燃燒,它的熱量其實來自其內部的核聚變反應。

按照從內到外的順序,太陽可以分為核心區、輻射層、對流層、光球層、色球層以及日冕層,太陽內部的核聚變反應只在核心區發生,其釋放出的強大能量形成了一個輻射層,它會阻止太陽外層的物質進入,而太陽內外的熱量傳遞則發生在對流層。

顧名思義,對流層主要依靠對流的方式來進行熱量傳遞,簡單來講就是太陽外層的溫度較低的物質會「下沉」,而太陽內部溫度較高的物質會「上升」。

然而這個過程並不是一直都很順利,太陽上的物質都是以等離子體的形式存在的,而等離子體又會受到磁場的約束,在有些時候,太陽表面的等離子物質會形成一個強大的局部磁場,進而阻止了太陽內部的物質順利地「上升」到太陽的表面。

在這種情況下,太陽內部的能量就會不斷地在此蓄積,進而促使該區域的磁力線發生越來越強的「磁扭纏」,當其超過臨界值之後,該區域的磁力線就會斷裂,在此之後,太陽內部的物質就會攜帶著巨大的能量洶湧而出。

要理解上述過程,我們可以簡單地把磁力線想象成一根繩子,如果我們從這根繩子的兩頭向相反的方向不斷地用力擰,就相當于在蓄積能量,在力量足夠的情況下,這根繩子遲早會被擰斷,而在繩子斷裂的時候,就會釋放出之前蓄積的能量。

與繩子不同的是,太陽表面局部磁場的磁力線在斷裂之後,很快就會重新連接,這種現象也被稱為「磁重聯」,而由于從太陽內部噴出的物質都是等離子體,因此它們就會受到局部磁場的約束,如此一來,這些物質就會被迫沿著磁力線的方向運動,進而形成日冕。

日冕中的物質溫度可以高達上百萬攝氏度,如果束縛它們的磁場足夠強的話,那麼這些物質就無法逃逸,在這種情況下,隨著它們溫度的不斷下降,其密度也就會持續增加,最終這些物質就會形成相對稠密的雨滴狀團塊。

在太陽強大的引力作用下,這些「雨滴」就會向太陽表面墜落,與此同時,其下方的溫度更高的物質又會給它們提供一定程度的「支撐」,所以它們下落的速度並不算快,于是我們就看到了壯觀的「日冕雨」。

觀測資料表明,「日冕雨」的「雨滴」非常大,通常都可以覆蓋幾千公里的范圍,雖然它們的溫度相對較低,但是仍然可以達到數萬攝氏度,在如此高的溫度下,物質只能以等離子體的形式存在,也就是說,在太陽上下的雨,其實是熾熱的等離子體物質,而並不是我們想象中的液態物質。

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