Panjang gelombang khas semburan matahari

Saya membaca bahwa suar matahari biasanya dilihat dalam cahaya H-alpha, sebagai pencerahan sementara sebagian kecil kromosfer.

Apa semua bisa ditafsirkan dari ini? Apakah karena, energi radiasi yang terkandung oleh suar terletak di sekitar panjang gelombang ini? Dan mengapa kromosfer?

Flare matahari diamati pada panjang gelombang tepat di seberang spektrum elektromagnetik, bukan hanya H alpha.

Model dasar untuk suar matahari dimulai dengan medan magnet di korona. Anda dapat memikirkan topologi medan magnet yang terdiri dari loop yang muncul dari photosphere dan meluas ke korona. Namun, fotosfer Matahari bergejolak dan terus-menerus bergerak karena konveksi dan rotasi diferensial. Sementara loop dapat dibentuk dalam keadaan energi minimum, itu bisa bengkok dan stres oleh gerakan ini.

Pada titik tertentu ketidakstabilan tercapai dan medan magnet dapat mengalami peristiwa "penyambungan kembali", untuk kembali ke konfigurasi energi yang lebih rendah. Selama peristiwa ini, partikel bermuatan dipercepat dan bergerak menuruni garis medan magnet menuju fotosfer.

Sebelum mereka sampai di sana, mereka bertemu kromosfer, yang merupakan tempat sebagian besar energi kinetik partikel diendapkan. yaitu kerapatan meningkat ketika Anda pergi ke arah photosphere dan sekali kerapatan kolom tertentu tercapai, elektron dipercepat dihentikan dan menyimpan energi kinetik mereka. Hal ini menghasilkan pemanasan dan emisi H alpha berlebih dari material pada sekitar 10 ribu kelvin di titik-titik kaki suar. Lebih panas dari ini dan semua hidrogen terionisasi. H alpha dalam emisi karena satu-satunya bahan di atasnya secara optik tipis terhadap radiasi H alpha. Ada lebih panas, bahan terionisasi diproduksi juga, dan banyak dari ini diuapkan sedemikian rupa sehingga mengisi loop magnetik dengan plasma yang memancarkan sinar-X pada suhu lebih dari satu juta kelvin.

Dalam transisi dari tingkat energi elektron yang lebih tinggi ke yang lebih rendah, katakanlah $m\mapsto n$, atom hidrogen memancarkan foton panjang gelombang $\lambda$ memuaskan

$$\frac{1}{\lambda} = R_\infty\left[\frac{1}{n^2}-\frac{1}{m^2}\right]\text{,}$$ dimana $R_\infty = 1.09737315685\,\mathrm{m}^{-1}$adalah konstanta Rydberg. Untuk$n=1$, yaitu tingkat energi tujuan adalah keadaan dasar, bervariasi $m$membentuk seri Lyman :$\text{Ly}_\alpha$ ($2\mapsto 1$), $\text{Ly}_\beta$ ($3\mapsto 1$), $\text{Ly}_\gamma$ ($4\mapsto 1$), dll $n=2$tingkat energi tujuan membentuk seri Balmer :$\text{Ba}_\alpha$ ($3\mapsto 2$), $\text{Ba}_\beta$ ($5\mapsto 2$), dll., yang sebenarnya merupakan seri pertama yang ditemukan, dan sering diberi label hanya dengan hidrogen.

Apa semua bisa ditafsirkan dari ini? Apakah karena, energi radiasi yang terkandung oleh suar terletak di sekitar panjang gelombang ini? Dan mengapa kromosfer?

Pijaran matahari adalah peristiwa yang sangat panas dan ganas yang memancarkan energi melintasi spektrum elektromagnetik. Pentingnya garis H-α adalah karena kemudahan pengamatan.

Garis spektral hidrogen berada di luar pita yang terlihat kecuali untuk empat seri pertama Balmer, dari garis H-α merah hingga garis H-viol violet. Ketika ion hidrogen dan elektron bergabung kembali menjadi sebuah atom, hasilnya umumnya adalah atom hidrogen dalam keadaan tereksitasi. Akhirnya, ia meluruh ke keadaan dasar, tetapi tidak harus transisi langsung di sana, dan biasanya melakukannya dalam urutan transisi acak. Namun, sebagian besar transisi tersebut termasuk yang cukup besar$3\mapsto 2$ lompatan yang menghasilkan garis H-α.

Dengan demikian, keberadaan garis H-α adalah cara mudah untuk mengidentifikasi hidrogen terionisasi, dan khususnya, pencerahan mendadak garis H-α dalam spektrum garis emisi adalah indikator bahwa sesuatu yang energik sedang terjadi untuk mengionisasi hidrogen (lebih dari biasanya, yaitu). Dan di situlah kromosfer, "atmosfer" kerapatan rendah yang mengelilingi Matahari, masuk: ia memiliki spektrum garis emisi, yaitu, spektrumnya cerah dalam pita-pita sempit yang sesuai dengan komposisi atom atau molekulnya. Ini tidak seperti photosphere, yang memiliki spektrum garis serap sebagai gantinya.