日冕(小行星 太陽(yáng)能 電暈)這是一種自然現(xiàn)象這是太陽(yáng)的外層大氣太陽(yáng)大氣層最外層的厚度超過(guò)幾百萬(wàn)公里，其亮度約為太陽(yáng)表面（光球）百萬(wàn)分之一，我們可以 平時(shí)看不到日冕，是因?yàn)槿彰岚l(fā)出的光很弱，被太陽(yáng)表面的光遮住了。日全食發(fā)生時(shí)，在地球某一位置觀測(cè)到的太陽(yáng)光被月球完全遮擋，形成黑色陰影“黑色太”太陽(yáng)外面的太陽(yáng)周圍有一圈淡淡的百色暈，這就是日冕。日冕由質(zhì)子、高度離子化的離子和自由電子的密度非常小。日冕有時(shí)呈圓形，有時(shí)呈橢圓形，隨著太陽(yáng)的活動(dòng)而變化。

日冕中的冕洞是太陽(yáng)風(fēng)的風(fēng)源。日冕層的溫度很高，有100萬(wàn)攝氏度，粒子數(shù)密度1015/m3。

1724年，法國(guó)意大利天文學(xué)家賈科莫·F·馬拉迪（Giacomo  F.  Mallardi）認(rèn)識(shí)到日食期間可見(jiàn)的光環(huán)屬于太陽(yáng)，而不是月亮。1809年，西班牙天文學(xué)家何塞·華金·德·費(fèi)雷爾（Joseph   Joaquin  de Ferrer）創(chuàng)造了“日冕”一詞。德費(fèi)勒根據(jù)他自己對(duì)金德胡克的分析在 18063356（紐約）日食的觀測(cè)也表明日冕是太陽(yáng)的一部分，而不是月亮的一部分。

演化過(guò)程

不同時(shí)期日冕的演變

根據(jù)電暈擾動(dòng)對(duì)電暈演化的影響，可分為三類：長(zhǎng)期擾動(dòng)，持續(xù)幾天到幾個(gè)月，影響太陽(yáng)風(fēng)和行星際磁場(chǎng)的變化；持續(xù)幾分鐘到幾小時(shí)的快速擾動(dòng)，并引起強(qiáng)烈的行星際沖擊波；脈沖擾動(dòng)，時(shí)間不到幾秒當(dāng)這種擾動(dòng)發(fā)生時(shí)，就會(huì)發(fā)生粒子的加速運(yùn)動(dòng)和非熱輻射。

日冕的瞬時(shí)現(xiàn)象

日冕的瞬時(shí)現(xiàn)象有助于日冕的演變。據(jù)“天空實(shí)驗(yàn)室”經(jīng)過(guò)宇航員200天的觀測(cè)，日冕中會(huì)有一次突然的物質(zhì)拋射，拋射附近的日冕會(huì)發(fā)生明顯的變化。這種現(xiàn)象短則幾分鐘，長(zhǎng)則一兩個(gè)小時(shí)，200天里發(fā)生了一百多次。

不同日冕結(jié)構(gòu)的演化

日冕環(huán)的密度隨時(shí)間變化。日冕的外環(huán)是 ，是由日冕的原始結(jié)構(gòu)演化而來(lái)的，它仍然受到原始日冕磁場(chǎng)的約束。日冕外環(huán)的形狀比較對(duì)稱，外環(huán)前緣的運(yùn)動(dòng)接近沿對(duì)稱軸的對(duì)稱展開，外環(huán)底部幾乎收斂在1°左右.2太陽(yáng)半徑的日冕高度。暗腔是從日冕底部向外移動(dòng)的新結(jié)構(gòu)暗腔在徑向和橫向都在膨脹，暗腔底部不斷上升。暗腔和外環(huán)的徑向上升速度分別為521km/s和341km/s，暗腔與外環(huán)相互作用，達(dá)到平衡，形成協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。暗腔的整體運(yùn)動(dòng)受到日冕核心和不對(duì)稱高密度云的影響。日冕暗穴的膨脹坍縮了冕流的核心，驅(qū)動(dòng)變陡鋒的非線性波演化為日冕激波。

研究歷程

日冕活動(dòng)對(duì)太陽(yáng)和地球的空間環(huán)境空間 和地球的天氣都有影響觀測(cè)和研究日冕3356的結(jié)構(gòu)和活動(dòng)具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。由于日冕的光線非常微弱，只有太陽(yáng)光球?qū)恿炼鹊陌偃f(wàn)分之一左右，而且隨著與太陽(yáng)的距離增加而迅速減弱，人們可以 t平時(shí)沒(méi)有儀器觀測(cè)日冕，只有發(fā)生日全食時(shí)，他們才能觀測(cè)日冕。但是日全食的概率很小，日全食持續(xù)的時(shí)間很長(zhǎng)、日全食時(shí)的可觀測(cè)位置和天氣條件對(duì)日冕的觀測(cè)有很大的限制。所以需要用各種儀器觀測(cè)日冕，比如地基或天基日冕儀/日球成像儀。

1868年，法國(guó)天文學(xué)家皮埃爾·詹森在印度通過(guò)分光計(jì)觀察色球?qū)樱l(fā)現(xiàn)了一條明亮的黃線，這反過(guò)來(lái)導(dǎo)致了元素氦的發(fā)現(xiàn)。隨后， 在日全食的日冕光譜中發(fā)現(xiàn)了當(dāng)時(shí)在實(shí)驗(yàn)室中沒(méi)有看到的奇怪譜線。

1869年，美國(guó)天文學(xué)家查爾斯楊和威廉漢斯首次觀察到日冕的綠線。因?yàn)檫@是一條在實(shí)驗(yàn)室中從未見(jiàn)過(guò)的譜線，所以他們認(rèn)為這是太陽(yáng)上一種特殊元素產(chǎn)生的譜線，并給它命名“冕素”1939年，瑞典化學(xué)家本特埃德倫證實(shí)，這條譜線是鐵原子在高溫下被剝?nèi)ヒ话牒送怆娮雍筌S遷形成的。這一證認(rèn)引出了“日冕加熱”這個(gè)問(wèn)題還沒(méi)有解決。

1930年，法國(guó)人伯納德利奧發(fā)明了內(nèi)日冕儀，使人們能夠長(zhǎng)時(shí)間觀察日冕產(chǎn)生的光。此時(shí)有少量電暈儀留下的散射光為了觀測(cè)日冕，需要避免地球低層大氣對(duì)太陽(yáng)光的散射。所以日冕儀的擺放位置極其有限，需要放在空氣稀薄的山上。

1948 年，埃文斯發(fā)明了體外電暈儀外電暈儀能有效減小內(nèi)部散射光的大小，能觀察到弱光的外電暈，但不能觀察到內(nèi)電暈。

1963 年，圖西第一次用探空火箭發(fā)射了日冕儀從那以后，許多日冕儀被發(fā)射到太空進(jìn)行太空觀測(cè)這些日冕都被遮住了。

從20335660 年底到 703356年初，OSO， 美國(guó)軍事實(shí)驗(yàn)室-7 衛(wèi)星上的日冕天文臺(tái)和航天器 Skylab 對(duì) 日冕進(jìn)行了連續(xù)跟蹤觀測(cè)， 被證明稱為日冕 大規(guī)模拋射(CME)瞬間日冕物質(zhì)拋射是太陽(yáng)活動(dòng) 的常見(jiàn)現(xiàn)象。

20世紀(jì)70年代中期，美國(guó)“太陽(yáng)風(fēng)”衛(wèi)星SolwindP78-1、太陽(yáng)峰年衛(wèi)星SMM、ISEE國(guó)際日地探測(cè)衛(wèi)星-太陽(yáng)系的衛(wèi)星Helios觀測(cè)到大量日冕物質(zhì)拋射。

20世紀(jì)90年代，太陽(yáng)衛(wèi)星Yohkoh和SOHO觀測(cè)到了日冕的圖像。

2001年3月 日“Yohkoh”衛(wèi)星停止觀測(cè)來(lái)自太陽(yáng)的 和 、英、日出 Hino de 衛(wèi)星是美國(guó) 聯(lián)合研制的性能更好的空間望遠(yuǎn)鏡設(shè)備，于 20063356年6月發(fā)射成功。它由 臺(tái)太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡 3360臺(tái)太陽(yáng)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡組成、X  X射線望遠(yuǎn)鏡和極紫外成像光譜儀.

2015年，美國(guó)宇航局（NASA）拍到一個(gè)像風(fēng)呼嘯的日冕環(huán)。

2018年，美國(guó)宇航局發(fā)射了“帕克”太陽(yáng)探測(cè)器，目標(biāo)是到達(dá)日冕。

2021年4月28日，美國(guó)“帕克”太陽(yáng)探測(cè)器成功到達(dá)日冕并停留了5個(gè)小時(shí)。

與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)電暈儀的發(fā)展起步較晚1959年6月，南京大學(xué)在甘肅祁連山朱龍山口組織了一次加冕儀測(cè)試但由于當(dāng)時(shí)儀器簡(jiǎn)陋，觀測(cè)環(huán)境有限，無(wú)法拍到日冕效應(yīng)。幾十年后，中國(guó)西部的太陽(yáng)選址團(tuán)隊(duì)通過(guò)調(diào)查分析，找到了理想的日冕觀測(cè)站候選地點(diǎn)。

2013年，我國(guó)在云南天文臺(tái)麗江天文臺(tái)完成了首臺(tái)加冕儀的建造。

2017年，我國(guó)完成麗江電暈儀高空實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)。

2018年10月22日，我國(guó)自主研制的日冕觀測(cè)器樣機(jī)在麗江日冕高海拔試驗(yàn)基地觀測(cè)日冕，獲得綠線日冕圖像！

2021年，我國(guó)自主研制的白光日冕儀成功獲得稻城縣無(wú)名山日冕白光圖像！

2023年4月24日，日地連線拉格朗日點(diǎn)L1附近的DSCOVR衛(wèi)星探測(cè)到ICME驅(qū)動(dòng)的激波鞘層和天體中科院計(jì)算，這次日冕物質(zhì)拋射造成了4月24日的兩次GMC事件（地球之巔 s磁層穿過(guò)地球同步軌道）

組成

太陽(yáng)的大氣層從里到外可以分為光球?qū)印⑸蚝腿彰帷Ｈ藗兺ǔ？吹降娜彰崾且环N非常稀薄的氣體，散布在太陽(yáng)的最外層。日冕可分為內(nèi)冕、有三層中冠和外冠，其中內(nèi)冠從色球頂部延伸到約1.太陽(yáng)半徑的3倍，從1.太陽(yáng)半徑的3倍到2倍.太陽(yáng)半徑的三倍是日冕，大于2.三倍于太陽(yáng)半徑的最外層大氣是外日冕，它可以達(dá)到幾個(gè)太陽(yáng)半徑。

日冕主要由高速自由電子組成、質(zhì)子和高度離子化的離子(等離子體)成分，因?yàn)殡姇炍镔|(zhì)密度很小，所以它很透明。日冕中所含元素的原子具有不同的電子數(shù)。其中鐵、碳、鎳原子的電子將擺脫原子 高溫下的s束縛，會(huì)產(chǎn)生一些奇怪的譜線。

形狀

日冕有時(shí)呈圓形，有時(shí)呈橢圓形，隨著太陽(yáng)的活動(dòng)而變化。在太陽(yáng)活動(dòng)最大時(shí)期，日冕是圓形的，在太陽(yáng)活動(dòng)最小時(shí)期，日冕是橢圓形的。

結(jié)構(gòu)

日冕結(jié)構(gòu)通常分為活動(dòng)區(qū)、寧?kù)o區(qū)域和冕洞。日冕的活動(dòng)區(qū)位于黑子群和色球譜斑上方，主要由亮環(huán)組成、亮點(diǎn)和瞬變。日冕活動(dòng)區(qū)有一個(gè)日冕流，是日冕上一個(gè)醒目的亮束延伸結(jié)構(gòu)，日冕流分為日冕流光和阿爾文區(qū)。電暈流光類似于騎士 這是一個(gè)在太陽(yáng)區(qū)域形成的明亮結(jié)構(gòu)；阿爾文區(qū)是一個(gè)片狀層，太陽(yáng)風(fēng)在這里突然達(dá)到臨界速度。

安靜區(qū)域意味著遠(yuǎn)離活動(dòng)區(qū)域、暗條紋和冕洞的面積由環(huán)組成，略大于活動(dòng)區(qū)。靜區(qū)的磁勢(shì)是大規(guī)模形成的，是封閉的。

冕洞處于日冕的較低溫度和密度區(qū)域，也是單極的、開放的磁場(chǎng)區(qū)。冕洞可分為極地冕洞、擴(kuò)展冕洞和孤立冕洞。冕洞不包含環(huán)，其精細(xì)結(jié)構(gòu)由射線或羽毛組成極地的冕洞有巨針。

根據(jù)輻射源的不同，電暈可分為散射電暈和發(fā)射電暈。

散射日冕

散射日冕是指望遠(yuǎn)鏡中看到的電磁波不是直接從日冕發(fā)出，而是日冕等離子體或行星塵埃向光球?qū)拥妮椛洹ｋ姇灥入x子體中存在大量的自由電子，自由電子的散射光也稱為K 電暈輻射。k電暈輻射主要集中在日冕的內(nèi)側(cè)。日冕輻射的強(qiáng)度與光球照射的電子數(shù)和日冕等離子體的密度成正比日冕面積越高，等離子體越薄，因此電子散射強(qiáng)度越弱。

行星際空間存在大量塵埃云，主要分布在黃道面附近。這些行星際塵埃粒子對(duì)光球輻射的散射被稱為F日冕輻射（或內(nèi)黃道光）f日冕輻射與K日冕輻射相似，但強(qiáng)度要弱5~6個(gè)數(shù)量級(jí)。F 日冕輻射在日冕輻射中的比例隨著距離的增加而增加。

發(fā)射日冕

電暈發(fā)射是指直接來(lái)自電暈本身的輻射，也稱為E電暈輻射。e日冕輻射有兩個(gè)部分：光譜發(fā)射和連續(xù)光譜發(fā)射。由于電暈的高溫，電子的高動(dòng)能將高階電離原子激發(fā)到亞穩(wěn)態(tài)；同時(shí)，由于電子密度太薄，高階電離原子與電子碰撞所需的時(shí)間比亞穩(wěn)態(tài) 原子的壽命更長(zhǎng)，為禁譜線發(fā)射創(chuàng)造了條件。

由于電暈溫度高，等離子體中軔致輻射產(chǎn)生的連續(xù)光譜和自由電子躍遷到一定能級(jí)產(chǎn)生連續(xù)光譜發(fā)射。連續(xù)光譜發(fā)射主要集中在波長(zhǎng)小于1000A 的紫外和X 光波段。

射電發(fā)射，包括波長(zhǎng)從毫米到十幾米的廣闊空間，頻率跨越4 ~ 5個(gè)數(shù)量級(jí)，輻射源從太陽(yáng)色球?qū)拥竭^(guò)渡帶，再到日冕。

日冕溫度

日冕的溫度高達(dá)200萬(wàn)℃，比太陽(yáng)表面溫度還高（6000℃）高出很多倍。自20世紀(jì)40年代以來(lái)，科學(xué)家們一直在探索這一現(xiàn)象。有科學(xué)家認(rèn)為，是因?yàn)樘?yáng)內(nèi)部強(qiáng)聲波的能量從內(nèi)部傳遞到日冕層，日冕吸收了聲波的能量，所以溫度上升；也有一些說(shuō)法認(rèn)為，由于交變的表面磁力線和短路產(chǎn)生的電流，電暈溫度迅速上升。由于日冕的高溫，帶電粒子從不同方向沖出太陽(yáng)，形成“太陽(yáng)風(fēng)”太陽(yáng)風(fēng)的速度達(dá)到400~700公里/秒。

熱傳導(dǎo)

在日冕中，熱傳導(dǎo)發(fā)生在從較熱的外層大氣到較冷的內(nèi)層。正是電子負(fù)責(zé)熱擴(kuò)散過(guò)程。在日冕中，電子的平均自由程在千米以上，每個(gè)電子碰撞后可以螺旋運(yùn)動(dòng)很長(zhǎng)時(shí)間，使沿磁力線的傳熱增強(qiáng)，而垂直方向的傳熱受到抑制。

日冕輻射

日冕輻射是由于日冕粒子的快速運(yùn)動(dòng)以及它們之間的反復(fù)碰撞，在碰撞過(guò)程中會(huì)發(fā)出輻射。日冕輻射覆蓋了從X射線到無(wú)線電波的整個(gè)電磁波譜。日冕輻射包括三個(gè)部分：K冕、F冕和E冕。k電暈是電暈輻射的主要成分，由電暈電子散射球輻射形成；日冕是由太陽(yáng)附近球體散射的塵埃粒子輻射形成的；電暈是由各種等級(jí)的離子譜線發(fā)射形成的。

日冕磁場(chǎng)

日冕磁場(chǎng)是太陽(yáng)大氣磁場(chǎng)的重要組成部分，由內(nèi)而外連接著太陽(yáng)的各個(gè)層面，主導(dǎo)著太陽(yáng)活動(dòng)的物理過(guò)程：太陽(yáng)活動(dòng)周期的成因，太陽(yáng)爆發(fā)事件的觸發(fā)機(jī)制，日冕被加熱到百萬(wàn)度的原因。日冕磁場(chǎng)很弱，日冕溫度高，湍流復(fù)雜， 譜線很寬，塞曼效應(yīng)很難用于日冕。隨著科學(xué)的發(fā)展，太陽(yáng)物理學(xué)家總結(jié)了幾種診斷日冕磁場(chǎng)的方法：

紅外偏振光譜

有三種紅外偏振光譜法：第一類磁場(chǎng)和散射引起極化產(chǎn)生塞曼效應(yīng)和漢勒效應(yīng)，是測(cè)量日冕磁場(chǎng)的經(jīng)典方法； 第二次斯托克斯反演從某個(gè)大氣模型出發(fā)，結(jié)合偏振輻射傳輸方程計(jì)算理論斯托克斯 I、Q、U、將V 的廓線與實(shí)際觀測(cè)得到的斯托克斯參數(shù)進(jìn)行比較，用最小二乘法對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行修正，最終得到一個(gè)包含矢量磁場(chǎng)的V 大氣體模型、溫度、密度等物理參數(shù)；第三種方法是通過(guò)同時(shí)觀測(cè)兩條 或多條磁偶極子躍遷線的斯托克斯參數(shù)，反演單個(gè)輻射3356結(jié)構(gòu)，獲得日冕磁場(chǎng)信息。

射電輻射

射電波段是日冕輻射的重要波段，對(duì)射電波段的觀測(cè)可以用來(lái)診斷日冕區(qū)的磁場(chǎng)。射電發(fā)射可以從兩個(gè)方面診斷日冕磁場(chǎng)第一個(gè)方面是利用法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)診斷日冕磁場(chǎng)；第二個(gè)方面是利用非相干輻射，通過(guò)其偏振態(tài)或光譜特性，對(duì)不同區(qū)域的日冕磁場(chǎng)進(jìn)行診斷。

冕震學(xué)

日冕中有各種各樣的波動(dòng)和振蕩通過(guò)觀察它們的性質(zhì)，結(jié)合磁流體動(dòng)力學(xué)的波動(dòng)理論，可以診斷出電暈的局部物理參數(shù)。

磁場(chǎng)誘導(dǎo)躍遷

由于磁場(chǎng)誘導(dǎo)躍遷引起的譜線強(qiáng)度變化與外磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)，因此可以用來(lái)診斷日冕磁場(chǎng)——，這是一種基于量子力學(xué)原理的新方法。

日冕物質(zhì)拋射（Coronary injection, referred to as  CME）是一種強(qiáng)烈的太陽(yáng)爆發(fā)現(xiàn)象（也可以稱為日冕物質(zhì)從日冕層噴射到行星際空間的強(qiáng)空間天氣現(xiàn)象）對(duì)空間天氣和人類生活影響很大。日冕物質(zhì)拋射發(fā)生在日冕大尺度磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)平衡被破壞的時(shí)候。日冕物質(zhì)拋射是來(lái)自太陽(yáng)的大規(guī)模磁化等離子體結(jié)構(gòu)，在行星際空間傳播時(shí)會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成劇烈擾動(dòng)。當(dāng)這些帶有等離子體的磁結(jié)構(gòu)到達(dá)地球時(shí)，會(huì)與地磁層相互作用，產(chǎn)生極光，引發(fā)地磁暴、電離層爆炸等極端空間天氣會(huì)導(dǎo)致衛(wèi)星故障和空間數(shù)據(jù)丟失、損壞航天設(shè)備，威脅航天員生命安全；還會(huì)造成地面電力系統(tǒng)的崩潰和短波通信的中斷，甚至對(duì)輸油管道造成破壞。

日冕物質(zhì)拋射引起地磁場(chǎng)變化，誘發(fā)人體生物磁場(chǎng)變化，影響神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)，導(dǎo)致心血管疾病、法 站 。大量臨床和動(dòng)物研究證實(shí)，冠心病患者全血粘度和血漿粘度增加，紅細(xì)胞變形能力下降 。

業(yè)余觀察方法

普通人想觀測(cè)日冕，只有在日全食期間。用肉眼觀察日全食會(huì)對(duì)我們的眼睛造成傷害我們可以戴日蝕眼鏡。觀測(cè)時(shí)間可以是從日偏食開始到月全食期間，以及月全食后直到月亮避開太陽(yáng)。由于日冕很難捕捉到，在觀測(cè)時(shí)，可以用相機(jī)拍攝多張 的照片，組合起來(lái)，再用數(shù)字圖像處理軟件進(jìn)行清理。拍攝日全食時(shí)，可以選擇長(zhǎng)焦鏡頭相機(jī)加可以增加長(zhǎng)焦鏡頭變焦功能的轉(zhuǎn)換器，以及太陽(yáng)濾鏡堅(jiān)固的三腳架和遙控器，減少拍攝的干擾。日全食前幾秒，環(huán)境光會(huì)迅速下降。準(zhǔn)備好遙控快門，取下陽(yáng)光濾鏡，降低快門速度。

專業(yè)觀測(cè)方法

天文學(xué)家觀測(cè)日冕，通過(guò)內(nèi)部或外部的日冕儀器，在特定的日冕觀測(cè)平臺(tái)進(jìn)行觀測(cè)。內(nèi)罩式日冕儀是在望遠(yuǎn)鏡前端放置一個(gè)物鏡，在物鏡成像的初級(jí)像平面放置一個(gè)遮擋板，相當(dāng)于日全食時(shí)的月亮。通過(guò)二次成像系統(tǒng)可以觀察到日冕光。外罩電暈儀是在物鏡前端放置屏蔽板，屏蔽陽(yáng)光直射經(jīng)物鏡第一次成像后，電暈光進(jìn)入準(zhǔn)直系統(tǒng)，通過(guò)第二次成像系統(tǒng)被人觀察到。近年來(lái)，日冕儀被探空火箭發(fā)射到太空進(jìn)行空間觀測(cè)。