Solar Layers · Coronal Heating Paradox

คลิกชั้นด้านขวาเพื่อ zoom

ชั้นต่าง ๆ ของดวงอาทิตย์

กราฟ T(r) — Temperature Profile

● ชั้นที่เลือก · ━ T ลด core→photo · ━ กระโดดขึ้นที่ corona!

Coronal Heating Paradox

⚠ ปริศนาที่ยังแก้ไม่ได้:
T ลดจาก core (15M K) → photosphere (5,778 K) อย่างที่ควร
แต่กระโดดกลับขึ้นเป็น 2,000,000 K ใน corona
ร้อนกว่า photosphere ~340 เท่า · ฝืนกฎอุณหพลศาสตร์?

📐 โครงสร้างดวงอาทิตย์ + Coronal Heating Paradox

ภายใน — Core → Radiative → Convective

Core (15M K) → Radiative zone (7M→2M K) → Convective zone (2M→5,778 K)

Core: nuclear fusion p–p chain 4H → He · พลังงานออกมาเป็นโฟตอน γ-ray
Radiative zone: photon diffusion ~170,000 ปีกว่าจะออก
Convective zone: hot plasma ขึ้น cool plasma ลง · เกิด granulation ที่ผิว

Core T = 15.7 × 10⁶ K, ρ = 150 g/cm³ | ปฏิกิริยา: 4¹H → ⁴He + 2e⁺ + 2νₑ + 26.7 MeV

ผิว — Photosphere (5,778 K)

ชั้นที่เราเห็นเป็น "ผิวดวงอาทิตย์" · ปล่อยแสง visible ส่วนใหญ่

หนา ~500 km · เป็นชั้นที่ optical depth = 1 (โปร่งแสงสำหรับโฟตอน) · มี granulation (cell convection ขนาด ~1,000 km) และ sunspot (T ต่ำ ~4,000 K)

T_eff = 5,778 K (Stefan-Boltzmann fit) | ความหนาแน่น ~10⁻⁷ g/cm³

ชั้นบรรยากาศ — Chromosphere → Corona

Chromosphere: T เพิ่มจาก 5,778 K → 25,000 K · Transition region: spike → 1M K · Corona: ~2M K

Chromosphere มองเห็นเป็นแสงสีแดง (Hα) ระหว่าง total solar eclipse · Corona เป็นชั้นนอกสุด — เห็นเป็น "มงกุฎ" รอบดวงอาทิตย์ขณะ eclipse · ขยายไปเป็น solar wind ตลอดทั้งระบบสุริยะ

Coronal Heating Paradox

ทำไม corona ร้อนกว่าผิว ~340 เท่า?

ปกติ: heat ไหลจาก hot → cold (กฎข้อ 2 อุณหพลศาสตร์) ดังนั้น corona ที่ห่างจากแหล่งกำเนิด (core) ควร เย็นกว่า photosphere · แต่จริง ร้อนกว่ามาก
สมมติฐานหลัก 2 ทาง:
1. Wave heating — Alfvén waves พา energy จากผิวขึ้นไป dissipate ใน corona
2. Nanoflares — magnetic reconnection ขนาดเล็กเกิดถี่ ๆ ปล่อยพลังงานทีละนิด
Parker Solar Probe (NASA 2018–) เข้าใกล้ corona ตรง ๆ เพื่อหาคำตอบ

T_photo / T_corona = 5,778 / 2,000,000 ≈ 1/346 | ฝืน 2nd law (เห็นเฉย ๆ) แต่ไม่ฝืนจริงเพราะมี energy injection