โครโมสเฟียร์

ชั้นโครโมสเฟียร์ ("ทรงกลมแห่งสี" มาจาก คำภาษา กรีกโบราณ χρῶμα ( khrôma ) 'สี' และ σφαῖρα ( sphaîra ) ' ทรงกลม ') คือชั้นบรรยากาศชั้นที่สองของดาวฤกษ์ซึ่งอยู่เหนือชั้นโฟโตสเฟียร์และอยู่ใต้บริเวณเปลี่ยนผ่านของดวง อาทิตย์ และโคโรนาคำนี้มักหมายถึง ชั้นโครโมสเฟียร์ของ ดวงอาทิตย์แต่ไม่เฉพาะเจาะจงเท่านั้น เนื่องจากยังหมายถึงชั้นที่สอดคล้องกันของบรรยากาศดาวฤกษ์ ด้วย ชื่อนี้ได้รับการเสนอโดยนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษนอร์แมน ล็อกเยอร์หลังจากทำการสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์อย่างเป็นระบบเพื่อแยกแยะชั้นนี้ออกจากชั้นโฟโตสเฟียร์ที่ ปล่อยแสงสีขาว [ 1 ] [ 2 ]
ในชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ ชั้นโครโมสเฟียร์มี ความสูงประมาณ3,000 ถึง 5,000 กิโลเมตร (1,900 ถึง 3,100 ไมล์) หรือคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 1% ของรัศมีดวงอาทิตย์ที่ความหนาสูงสุดเล็กน้อย ชั้นนี้มีเนื้อเดียวกันอยู่ที่บริเวณรอยต่อกับชั้นโฟโตสเฟียร์ ลำแสง พลาสมา แคบๆ ที่เรียกว่าสปิคุลส์พุ่งขึ้นจากบริเวณเนื้อเดียวกันนี้และทะลุผ่านชั้นโครโมสเฟียร์ ขยายออกไปได้สูงถึง10,000 กิโลเมตร (6,200 ไมล์)สู่ชั้นโคโรนาด้านบน
ชั้นโครโมสเฟียร์มีสีแดงที่เป็นเอกลักษณ์เนื่องจากการปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในเส้นสเปกตรัมH ข้อมูลเกี่ยวกับชั้นโครโมสเฟียร์ส่วนใหญ่ได้มาจากการวิเคราะห์รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมา[ 3 ]ชั้นโครโมสเฟียร์ยังสามารถมองเห็นได้ในแสงที่ปล่อยออกมาจากแคลเซียมไอออน Ca II ในส่วนสีม่วงของสเปกตรัมแสงอาทิตย์ที่ความยาวคลื่น 393.4 นาโนเมตร ( เส้นแคลเซียม K ) [ 4 ]
นอกจากดวงอาทิตย์แล้ว ยังพบชั้นโครโมสเฟียร์บนดาวฤกษ์ดวง อื่นอีกด้วย [ 5 ] บนดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ ชั้นโครโมสเฟียร์บางครั้งอาจประกอบขึ้นเป็นสัดส่วนที่สำคัญของดาวฤกษ์ทั้งหมด ตัวอย่างเช่น พบว่าชั้นโครโมสเฟียร์ของดาวฤกษ์ยักษ์ใหญ่แอนทาเรสมีความหนาประมาณ 2.5 เท่าของรัศมีของดาวฤกษ์[ 6 ]
คุณสมบัติทางกายภาพ

ความหนาแน่นของชั้นโครโมสเฟียร์ของดวงอาทิตย์ลดลงอย่างรวดเร็วตามระยะทางจากศูนย์กลางของดวงอาทิตย์ โดยลดลงประมาณ 10 ล้านเท่า จากประมาณ...2 × 10 −4 กก./ลบ.ม. ที่ขอบด้านในของชั้นโครโมสเฟียร์ถึงต่ำกว่า1.6 × 10 −11 kg/m 3ที่ขอบนอก[ 7 ]อุณหภูมิเริ่มลดลงจากขอบในที่ประมาณ6000 K [ 8 ]ถึงอย่างน้อยประมาณ3800 K , [ 9 ]แต่จากนั้นจะเพิ่มขึ้นไปจนถึงระดับที่สูงขึ้น35,000 K [ 8 ]ที่ขอบด้านนอกกับชั้นเปลี่ยนผ่านของโคโรนา (ดูโคโรนาของดาวฤกษ์ § ปัญหาการให้ความร้อนของโคโรนา )
ความหนาแน่นของชั้นโครโมสเฟียร์นั้น มากกว่าชั้น โฟโตสเฟียร์ที่อยู่ด้านล่าง ถึง 10 −4 เท่า และ มากกว่า ชั้นบรรยากาศของโลก ที่ระดับน้ำทะเลถึง 10 −8เท่าทำให้โดยปกติแล้วชั้นโครโมสเฟียร์จะมองไม่เห็น และจะมองเห็นได้เฉพาะในช่วงสุริยุปราคาเต็มดวง เท่านั้น ซึ่งสีแดงของมันจะปรากฏให้เห็น เฉดสีอยู่ระหว่างสีชมพูและสีแดง[ 10 ]หากไม่มีอุปกรณ์พิเศษ โดยปกติแล้วจะไม่สามารถมองเห็นชั้นโครโมสเฟียร์ได้เนื่องจากความสว่างที่มากเกินไปของชั้นโฟโตสเฟียร์
สเปกตรัมของชั้นโครโมสเฟียร์ถูกครอบงำด้วยเส้นการปล่อยเมื่อสังเกตที่ขอบดวงอาทิตย์[ 11 ] [ 12 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เส้นที่แข็งแกร่งที่สุดเส้นหนึ่งคือH ที่ความยาวคลื่น656.3 นาโนเมตร ; เส้นสเปกตรัมนี้ถูกปล่อยออกมาจากอะตอมไฮโดรเจน เมื่อใดก็ตามที่ อิเล็กตรอนของมันเปลี่ยนสถานะจาก ระดับพลังงาน n = 3 ไปยังระดับพลังงานn = 2 ความยาวคลื่นของความยาวคลื่น 656.3 นาโนเมตรอยู่ในช่วงสีแดงของสเปกตรัม ซึ่งทำให้ชั้นโครโมสเฟียร์มีสีแดงอมส้มอย่างเป็นเอกลักษณ์
ปรากฏการณ์

สามารถสังเกตปรากฏการณ์ต่างๆ มากมายได้ในชั้นโครโมสเฟียร์
เพลจ
พลาจคือบริเวณที่สว่างเป็นพิเศษภายในโครโมสเฟียร์ของดาวฤกษ์ ซึ่งมักเกี่ยวข้องกับกิจกรรมแม่เหล็ก[ 13 ]
หนามแหลม
ลักษณะที่พบได้บ่อยที่สุดในชั้นโครโมสเฟียร์ของดวงอาทิตย์คือสไปคูล สไปคูลจะลอยขึ้นไปถึงด้านบนของชั้นโครโมสเฟียร์แล้วจมลงอีกครั้งภายในเวลาประมาณ 10 นาที[ 14 ]
การแกว่ง
นับตั้งแต่การสังเกตการณ์ครั้งแรกด้วยเครื่องมือ SUMER บนยานอวกาศSOHOได้มีการค้นพบการแกว่งตัวเป็นคาบในชั้นโครโมสเฟียร์ของดวงอาทิตย์ด้วยความถี่ตั้งแต่3 มิลลิเฮิร์ตซ์ ถึง10 mHzซึ่งสอดคล้องกับช่วงเวลาลักษณะเฉพาะสามนาที[ 15 ]การแกว่งขององค์ประกอบรัศมีของความเร็วพลาสมาเป็นลักษณะเฉพาะของชั้นโครโมสเฟียร์สูง รูปแบบการเกิดเม็ดแกรนูลของโฟโตสเฟียร์มักไม่มีการแกว่งเหนือระดับดังกล่าว20 มิลลิเฮิร์ตซ์ ; อย่างไรก็ตาม คลื่นความถี่สูงกว่า (100 มิลลิเฮิร์ตซ์หรือ ตรวจพบคลื่นความถี่ ( คาบ 10 วินาที ) ในชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ (ที่อุณหภูมิทั่วไปของบริเวณเปลี่ยนผ่านและโคโรนา) โดยTRACE [ 16 ]
ลูป
สามารถมองเห็นลูปพลาสมาได้ที่ขอบของแผ่นดิสก์ดวงอาทิตย์ในชั้นโครโมสเฟียร์ ลูปเหล่านี้แตกต่างจากปรากฏการณ์สุริยะเนื่องจากมีลักษณะเป็นเส้นโค้งวงกลมซ้อนกัน โดยมีอุณหภูมิสูงสุดอยู่ในระดับ...0.1 MK (ต่ำเกินกว่าจะถือว่าเป็นลักษณะของโคโรนา) ลูปที่มีอุณหภูมิต่ำเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความแปรปรวนอย่างมาก: พวกมันปรากฏและหายไปในเส้น UV บางเส้นในเวลาน้อยกว่าหนึ่งชั่วโมง หรือพวกมันขยายตัวอย่างรวดเร็วใน 10–20 นาที Foukal [ 17 ]ศึกษาลูปเย็นเหล่านี้อย่างละเอียดจากการสังเกตการณ์ด้วยสเปกโทรเมตร EUV บนSkylabในปี 1976 เมื่ออุณหภูมิพลาสมาของลูปเหล่านี้กลายเป็นโคโรนา (สูงกว่า1 MK ) คุณสมบัติเหล่านี้ดูมีเสถียรภาพมากขึ้นและพัฒนาขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปนานขึ้น
เครือข่าย
ภาพที่ถ่ายในแนวเส้นโครโมสเฟียร์ทั่วไปแสดงให้เห็นถึงเซลล์ที่สว่างกว่า ซึ่งมักเรียกว่า " เครือข่าย"ในขณะที่บริเวณที่มืดกว่าโดยรอบเรียกว่า " เครือข่ายระหว่าง กัน " ลักษณะคล้ายกับเม็ดเล็กๆที่มักพบเห็นบนโฟโตสเฟียร์เนื่องจากการพา ความ ร้อน
บนดาวดวงอื่น ๆ
ชั้นบรรยากาศโครโมสเฟียร์มีอยู่บนดาวฤกษ์สว่างเกือบทั้งหมด ยกเว้นดาวแคระขาวโดยจะเด่นชัดและมีกิจกรรมทางแม่เหล็กมากที่สุดในดาวฤกษ์ลำดับหลักตอน ล่าง ดาวแคระน้ำตาลประเภทสเปกตรัม F และรุ่นหลัง และ ดาวฤกษ์ ยักษ์และดาวฤกษ์กึ่งยักษ์[ 13 ]
การวัดกิจกรรมโครโมสเฟียร์บนดาวดวงอื่นด้วยสเปกโทรสโกปีคือดัชนี S ของ Mount Wilson [ 18 ] [ 19 ]
ดูเพิ่มเติม
- ลำดับขนาด (ความหนาแน่น) – มวลต่อหน่วยปริมาตรหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
- คลื่นมอร์ตัน– การรบกวนขนาดใหญ่ในชั้นโครโมสเฟียร์
ลิงก์ภายนอก
- คำอธิบายภาพเคลื่อนไหวเกี่ยวกับชั้นโครโมสเฟียร์ (และบริเวณเปลี่ยนผ่าน) เก็บถาวรเมื่อวันที่ 16 พฤศจิกายน 2015 ที่Wayback Machine (มหาวิทยาลัยเซาท์เวลส์)