日珥

在日全食时，太阳的周围镶着一个红色的环，上面跳动着鲜红的火舌，这种火舌状物体就叫做日珥。日珥是在太阳的色球层上产生的一种非常强烈的太阳活动，是太阳活动的标志之一。

日珥温度在5000K～8000K之间，大多数日珥物质上升到一定高度后，慢慢地降落到日面上，但也有一些日珥物质漂浮在温度高达200万K的日冕低层，既不降落，也不瓦解，就像炉火熊熊的炼钢炉内有一块不融化的冰块。^[1]

1842年7月8日，日全食的观测，留下了最早的、明确的日珥观测记录。

1860年7月18日，日全食时人类拍摄了日珥的照片。

1868年8月18日，日全食时，拍到日珥的光谱，确定日珥的主要成分是氢。此外，还在日珥光谱中发现一条波长为5876埃的黄线，但在当时实验室里从未见过这条谱线，遂把发出这种谱线的物质命名为Helium（氦），此字源于希腊语Helios（太阳），意即太阳元素。

1895年，科学家在实验室里提炼出氦。

从20世纪初期起，天文学家用分光仪等仪器对日珥的光谱、物态、结构、运动、形成、演变等进行了大量的研究。

随着空间探测的兴起，在地球大气层外拍到了日珥的紫外线和X射线光谱。此外，还对日珥进行了射电观测。^[2]

根据形态和运动的特征，日珥可以分为若干类型。比较流行的是把日珥分成宁静的、活动的以及爆发的三大类。^[3]

宁静日珥

宁静日珥比起另外两种日珥来，不够活跃，变化比较缓慢，一般能够在日面存活几天时间，因此能够经常看到宁静日珥。有时宁静日珥甚至可以形状丝毫不变地在日冕中存在数月之久。

活动日珥

活动日珥比宁静日珥活跃得多，总在不停地变化。它们像喷泉一样，从太阳表面喷出很高，又沿着弧形轨迹慢慢地落回到太阳表面。也有的日珥喷得很快很高，它的物质不再落回到日面，而是抛入宇宙空间了。活动日珥和黑子群有关，而且同黑子群一样，在数量和活动上都同11年的太阳活动周期紧密相关。

爆发日珥

爆发日珥发生的时候，以每秒700多千米的高速将物质喷发到日冕中，高度达几十万甚至上百万千米，蔚为壮观。天文学家观测到的一次最大的爆发日珥，上升高度高达157万千米，太阳的直径为139万千米，比太阳直径还高。

日珥在太阳南、北两半球不同纬度处都可能出现，但在每一半球都主要集中于两个纬度区域，以低纬度区为主。低纬区的日珥的分布与黑子的分布相似，按11年太阳活动周不断漂移。在活动周开始时，日珥发生在30°～40°范围内，然后逐渐移向赤道，在活动周结束时所处的纬度平均约为17°。这比黑子区域的平均纬度始终高10°左右。至于高纬度区，日珥大约在黑子极大期过去三年后才出现，一直存在到黑子极小期。高纬度区的日珥并不漂移，都在45°～50°范围内。上述两个区域的分界约在纬度40°处。

日珥的运动很复杂，具有许多特征。例如，在日珥不断地向上抛射或落下时，若干个节点的运动轨迹往往是一致的；当日珥离开太阳运动时，速度会不断增加，而这种加速是突发式的，在两次加速之间速度保持不变；在日珥节点突然加速时，亮度也会增加。对于这些现象的形成原因还没有一致的解释。

一般认为，除重力和气体压力外，电磁力也是日珥运动的一个重要因素。日珥运动状态的突变可能与磁场的变化有关。有研究表明，宁静日珥的磁场强度约为10高斯，而活动日珥可达200高斯。宁静日珥中的磁力线主要沿水平方向，活动日珥的磁场结构较为复杂，爆发日珥的磁力线大概呈螺旋状分布。^[2]

日珥的亮度要比太阳光球层暗弱的多，所以平时不能用肉眼观测到它，只有在日全食时才能直接看到。

天文学家利用日全食的机会，通过对太阳色球闪光光谱的观测，发现太阳色球层有几种特有的很强的辐射。最强的一种辐射是氢原子发射的波长为656.28纳米的红色光，简称色球的Hα谱线辐射。其次还有电离钙发射的波长为393.37纳米的深紫色光，简称K谱线，还有波长为396.85纳米的H谱线等。而太阳光球层的温度比色球层低，光球在这几个波长处的辐射几乎为零。天文学家利用色球层的这一特点，制造出色球望远镜。他们把只允许656.28纳米波长透过的滤光器（也叫Hα滤光器）安装在太阳望远镜的后部，这样，在望远镜的目镜里就看见了红色的太阳色球。有了色球望远镜，天文学家就可以随时对太阳色球和日珥进行观察和拍照了。^[4]

2012年2月，美国宇航局的太阳动力学天文台卫星拍摄到日珥的照片，这些照片显示的是巨大的“龙卷风”（日珥）在太阳表面以每小时30万英里（48万公里）的速度迅速向前移动的壮观场面。它或许比看起来更大，事实上它可能比地球还大，并向外延伸到几十万英里的高空中。^[5]

 

2012年3月31日，据美国国家地理网站报道，根据美国宇航局太阳动力学天文台(SDO)的观测数据，英国科学家发现太阳表面出现了一个足以吞噬数百个地球的巨大“龙卷风”——日珥。这一次应该是截止到2012年3月所观测到的规模最大的几次日珥之一，也是首次被以如此高的分辨率进行观测的一个。^[6] 这次日珥的规模相当于5个地球。“龙卷风”内的超高温气体以时速超过10万英里（约合每小时16万公里）的速度螺旋运动，最高温度达到200万摄氏度。^[7]

通过光谱分析，可以测定日珥的物理参数和化学成分，了解日珥物质的激发和电离状态，建立日珥的结构模型，并研究太阳辐射（尤其是日冕的紫外线和X射线）对日珥的影响。

日珥的光谱包括许多条发射线和暗弱的连续光谱。在可见区，主要的发射线是氢的巴耳末系（从Hα 起，最多已看到约40条线），此外，还有氦以及钙、铁、镁、钛、锶等金属的谱线。利用不同元素的谱线宽度，可求得日珥的温度约为7,000K，湍流速度约4公里/秒。从巴耳末线的数目和谱线轮廓的分析，都可得出日珥的电子密度约为每立方厘米1011个，日珥的物质密度也与此相近。

日珥发射线谱线展宽的主要原因是多普勒致宽和辐射阻尼；斯塔克效应的作用很小。巴耳末线的前几条以及钙的H、K等强线都受到自吸收的显著影响。日珥的连续光谱主要是从3646埃开始向短波方向延伸的巴耳末连续区。利用连续光谱的能量随波长的分布，也可以推算出日珥的温度和密度。

1973年5月发射的天空实验室，用特制的仪器在280～1350埃拍摄了大量的日珥和暗条光谱。在这个波段范围内的许多条发射线，有的（例如氢的赖曼系）来自日珥的低温（约10-4K）内核，有的（例如 CⅡλ1336埃和CⅢλ977埃）来自日珥与日冕之间的中介层（温度约105K）。除光波外，日珥还发出射电波，在毫米波段已经有观测记录。