日冕溫度高達(dá)100萬(wàn)攝氏度(日冕是什么意思解釋)
日冕,也就是太陽(yáng)大氣的最外層,里面是色球?qū)雍凸馇驅(qū)?。這個(gè)和我們地球大氣分層次差不多,不同的是我們地球大氣最外層叫做逸散層,最外圍可以稱(chēng)為地冕!
地球上,我們所熟悉的任何東西都有它的燃點(diǎn)和熔點(diǎn),燃點(diǎn)一般指可燃物,熔點(diǎn)一般指帶晶體物質(zhì),像金屬,冰等等!
目前,我們地球上最耐熱的金屬是鉿合金,這是一種鉿的化合物,熔點(diǎn)為4215攝氏度。
而看我們的主恒星太陽(yáng),其表面溫度高達(dá)5700多度,也就是說(shuō),地球上沒(méi)有任何物質(zhì)能夠抵抗這種高溫的。
所以你要是再聽(tīng)到誰(shuí)誰(shuí)誰(shuí)……說(shuō)登陸太陽(yáng),你可以當(dāng)個(gè)耳邊風(fēng)!
去不了太陽(yáng)表面,但接近太陽(yáng)我們還是可以的。目前,力太陽(yáng)最近的人造物是由美國(guó)2018年8月發(fā)射的帕克太陽(yáng)探測(cè)器。
這是人類(lèi)首個(gè)穿過(guò)日冕對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行近距離觀測(cè)的探測(cè)器!
等等……穿過(guò)什么?日冕?有沒(méi)有搞錯(cuò)!
日冕
日冕,也就是太陽(yáng)大氣的最外層,里面是色球?qū)雍凸馇驅(qū)?。這個(gè)和我們地球大氣分層次差不多,不同的是我們地球大氣最外層叫做逸散層,最外圍可以稱(chēng)為地冕!
太陽(yáng)的大氣層單單日冕層的厚度就達(dá)數(shù)百萬(wàn)千米甚至更厚!
光球?qū)游挥谔?yáng)對(duì)流區(qū)以上,是最底層,厚度大約500多千米,溫度由內(nèi)而外逐漸降低,與色球?qū)拥慕唤缣?,溫度下降到大約4000多度。
但是從色球?qū)娱_(kāi)始。離太陽(yáng)遠(yuǎn)反而溫度升高了!色球?qū)訙囟乳_(kāi)始上升到一萬(wàn)度左右,更離譜的是,離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的日冕層,溫度居然可以上升到上百萬(wàn)度。
至于為何這樣,今天我們先不聊,我們來(lái)聊聊,上百萬(wàn)度高溫的日冕層,探測(cè)器怎么能夠進(jìn)入,是不是夸大還是吹牛!
帕克太陽(yáng)探測(cè)器
帕克太陽(yáng)探測(cè)器是迄今為止首個(gè)近距離太陽(yáng)探測(cè)器。
2018年8月12日發(fā)射升空,于同年10月29日到達(dá)距離太陽(yáng)4273萬(wàn)千米地方,成為人類(lèi)歷史上距離太陽(yáng)最近的人造探測(cè)器。十一月份到達(dá)距離太陽(yáng)2400萬(wàn)千米的地方!
隨后的接近太陽(yáng)就沒(méi)那么輕松了,需要不斷改變橢圓軌道位置來(lái)降低近日點(diǎn),這個(gè)需要估計(jì)需要借助金星引力,通過(guò)7次接近金星來(lái)實(shí)現(xiàn)軌道改變。
這是一個(gè)漫長(zhǎng)的時(shí)間,預(yù)計(jì)2024年,帕克太陽(yáng)探測(cè)器將達(dá)到指定軌道近日點(diǎn)為616萬(wàn)千米的地方,進(jìn)入日冕范圍。
日冕高溫如何抗???
在設(shè)計(jì)帕克太陽(yáng)探測(cè)器時(shí), 面相太陽(yáng)的這一面,科學(xué)家們?yōu)樗O(shè)計(jì)了一個(gè)由炭復(fù)合材料制作的隔熱防護(hù)板。
其能夠有效阻擋太陽(yáng)熱輻射對(duì)防護(hù)板后面的設(shè)備造成傷害,可承受1400度的高溫,使防護(hù)板后面的探測(cè)器維持在略高于室溫的程度。
這里有一個(gè)問(wèn)題,僅能夠承受1400度的溫度。這個(gè)跟100萬(wàn)度好像扯不上什么吧?事實(shí)上我們思考的這些問(wèn)題難道人家科學(xué)家沒(méi)有想嗎?
人家肯定有想,那就是對(duì)于100萬(wàn)高溫的日米曾探測(cè)器的進(jìn)入――沒(méi)有問(wèn)題。
我們知道,溫度的高低取決于粒子的運(yùn)動(dòng)速率,運(yùn)動(dòng)速率越高,溫度也就越高。但我們其實(shí)忽略了一點(diǎn),和單位面積內(nèi)粒子的數(shù)量也有非常大的關(guān)系!
保溫杯大家肯定是知道的。滾燙的開(kāi)水放在里面既能保溫又能防止?fàn)C手。
這其中就是有一個(gè)隔熱層,隔熱層的其實(shí)就是真空層,把里面的氣體抽掉,當(dāng)然全部把氣體抽掉,是不可能的里面仍然有微量的氣體。
但這些氣體因?yàn)閱挝幻娣e內(nèi)分子數(shù)量的減少。
造成了熱傳遞效果的減弱,這樣就可以保證熱量不喪失又起到隔熱作用!
日冕層內(nèi)粒子運(yùn)動(dòng)速率雖然很高,但是它的單位粒子數(shù)量實(shí)在太低了!僅為10的15次方數(shù)量每立方米。
這個(gè)雖然是天文數(shù)字,但是就拿我們地球大氣分子來(lái)比較的話(huà),實(shí)在不夠看!
我們地球空氣混合物分子密度標(biāo)準(zhǔn)氣壓下大約為2.687×10的25次方數(shù)量每立方米,大約是日冕層粒子數(shù)量的250億倍!
所以哪怕溫度如此之高,其實(shí)作用于航天探測(cè)器導(dǎo)致的升溫沒(méi)有那么厲害,預(yù)計(jì)溫度只能升高至大約1300多度,在探測(cè)器承受范圍之內(nèi)!
實(shí)在還不理解的朋友可以想一下,火焰溫度和沸水溫度誰(shuí)高?
肯定是火焰溫度,但是我們手快速?gòu)幕鹈缰袆澾^(guò),手一般不會(huì)受到傷害,但是沸水不同,哪怕是你快速?gòu)姆兴飫澮幌?,燙傷都無(wú)可避免?。ㄓ亚樘崾荆褐豢上胂?,請(qǐng)勿模仿)。
這就是因?yàn)樗姆肿訑?shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于空氣混合物分子數(shù)量,作用到手的熱量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于空氣!所以帕克太陽(yáng)探測(cè)器進(jìn)入日冕是沒(méi)問(wèn)題的,至于可以深入多少,還是未知數(shù)!
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