超米粒組織太陽(yáng)光球大尺度水平運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)。在顯示光球大尺度運(yùn)動(dòng)的高分辨率的照片上可以清晰地看到有上千個(gè)比米粒組織大得多的超米粒元組成規(guī)則的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，因而得名。超米粒元通常簡(jiǎn)稱為超米粒。光球米粒組織是光球亮度場(chǎng)不均勻性的表徵，超米粒組織則是光球速度場(chǎng)不均勻性的表徵。

 定義

太陽(yáng)光球大尺度水平運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)。在顯示光球大尺度運(yùn)動(dòng)的高分辨率的照片上可以清晰地看到有上千個(gè)比米粒組織大得多的超米粒元組成規(guī)則的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，因而得名。超米粒元通常簡(jiǎn)稱為超米粒。光球米粒組織是光球亮度場(chǎng)不均勻性的表徵，超米粒組織則是光球速度場(chǎng)不均勻性的表徵。

超米粒組織是哈特在1954年發(fā)現(xiàn)的。她在測(cè)定太陽(yáng)自轉(zhuǎn)速度時(shí)，發(fā)現(xiàn)光球上層存在一種大尺度水平方向的運(yùn)動(dòng)，1960年，萊頓以獨(dú)特的單色分光照相技術(shù)開(kāi)始“拍攝”寧?kù)o太陽(yáng)光球的速度場(chǎng)，他和他的合作者對(duì)超米粒元的平均大小﹑壽命﹑水平速度等取得一系列重要研究結(jié)果，使得太陽(yáng)光球上層水平運(yùn)動(dòng)的存在和意義真正為人們所了解。1970年，弗雷澤用多通道的太陽(yáng)磁像儀對(duì)超米粒元進(jìn)行了較全面的研究，特別在垂直速度以及超米粒組織﹑光球網(wǎng)絡(luò)﹑色球網(wǎng)絡(luò)之間的相關(guān)性等方面取得出色的成果。1973年天空實(shí)驗(yàn)室發(fā)射成功，對(duì)超米粒的空間觀測(cè)也隨之開(kāi)始。

詳細(xì)

單個(gè)超米粒的實(shí)際直徑約為20000～60000公里。整個(gè)可見(jiàn)的寧?kù)o太陽(yáng)半球總是保持大約2500個(gè)超米粒，由此可以推算出超米粒的平均實(shí)際直徑約為35000公里，實(shí)測(cè)結(jié)果約為30000公里，這與從自相關(guān)分析得到的K線網(wǎng)絡(luò)元的平均大小(約33000公里)基本相符。超米粒的壽命短的是幾小時(shí)，一般為20～40小時(shí)，平均約24小時(shí)或更長(zhǎng)，同K線網(wǎng)絡(luò)元的平均壽命大致相當(dāng)。

根據(jù)多普勒頻移測(cè)量任何一個(gè)超米粒的氣體流動(dòng)所獲得的樣式都是相同的。極區(qū)的和赤道區(qū)的超米粒之間也沒(méi)有顯著差異，在超米粒中心區(qū)域，氣體以每秒約0.04公里的平均速度緩慢地上浮，隨后便以每秒0.3～0.5公里的平均速度從中心區(qū)域向四周邊緣流去，到了邊緣才以每秒約0.09公里的平均速度下沉，這比中心區(qū)域上浮的平均速度大一倍。在超米粒中心區(qū)域和邊緣存在垂直速度證實(shí)超米粒是由對(duì)流引起的。對(duì)超米粒進(jìn)行的磁場(chǎng)觀測(cè)表明：超米粒表面的縱向磁場(chǎng)強(qiáng)度約為2高斯，而在幾個(gè)超米粒邊緣的會(huì)合區(qū)域，縱向磁場(chǎng)的平均強(qiáng)度達(dá)50高斯左右，超米粒兩側(cè)邊緣各處的磁場(chǎng)極性可以不同，但總有一種極性占優(yōu)勢(shì)。

一度把超米粒組織看作是單純的光球現(xiàn)象。但是觀測(cè)表明：超米粒組織與光球大尺度磁場(chǎng)﹑光球網(wǎng)絡(luò)﹑色球網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系都很密切。這不僅表現(xiàn)在超米粒中心區(qū)域的氣體上升運(yùn)動(dòng)和邊緣處的氣體下降運(yùn)動(dòng)都至少滲透到色球下層(當(dāng)然，相應(yīng)的速度是下降了)，而且，根據(jù)多通道太陽(yáng)磁像儀的觀測(cè)，下降氣流與磁斑﹑網(wǎng)絡(luò)亮點(diǎn)之間存在著很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。超米粒邊緣處的下降運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)為一束束孤立的﹑直徑約為 7000～10000公里的下降氣流，而超米粒邊緣的磁場(chǎng)強(qiáng)度可高達(dá)100高斯)，二者在位置﹑大小﹑形態(tài)上有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在數(shù)值上，即磁斑的磁場(chǎng)強(qiáng)度和下降氣流的速度也是線性相關(guān)的。不僅如此，磁斑和下降氣流同色球網(wǎng)絡(luò)﹑光球網(wǎng)絡(luò)的亮點(diǎn)(即溫度增高較大的區(qū)域)在位置﹑大小﹑形態(tài)上也有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。而且，磁斑的強(qiáng)度和下降氣流速度同亮點(diǎn)的亮度在數(shù)值上也是線性相關(guān)的。根據(jù)實(shí)測(cè)證明，在超米粒組織﹑光球大尺度磁場(chǎng)﹑光球網(wǎng)絡(luò)﹑色球網(wǎng)絡(luò)之間也同樣存在上述的密切對(duì)應(yīng)關(guān)系。多通道太陽(yáng)磁像儀對(duì)一小塊寧?kù)o太陽(yáng)區(qū)域以24×24的掃描孔徑和0.25秒的累積時(shí)間進(jìn)行掃描而取得的圖像，圖上的曲線是對(duì)20個(gè)超米粒取平均的結(jié)果，給出單個(gè)超米粒截面上的速度分布﹑光球縱向磁場(chǎng)分布以及同它對(duì)應(yīng)的光球網(wǎng)絡(luò)元﹑K線色球網(wǎng)絡(luò)元的亮度分布。

上述的觀測(cè)事實(shí)曾經(jīng)被解釋為：流體壓力大于磁壓力時(shí)，等離子體運(yùn)動(dòng)決定了磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，于是，超米粒中心區(qū)域向四周邊緣的水平運(yùn)動(dòng)將磁力線集中到邊緣處，而幾個(gè)超米粒邊緣相會(huì)合的區(qū)域便是等離子體向下流動(dòng)匯聚得最為急劇的地方，在此形成下降氣流，同時(shí)，這里也是磁力線最為集中的地方，因而形成磁斑。密集的磁力線向上貫穿﹑伸延，所經(jīng)過(guò)的光球﹑色球區(qū)域因磁場(chǎng)產(chǎn)生的過(guò)量加熱使局部溫度升高而成為網(wǎng)絡(luò)亮點(diǎn)，于是出現(xiàn)光球網(wǎng)絡(luò)和色球網(wǎng)絡(luò)。磁力線進(jìn)入色球后，由于氣體密度的急速下降，磁壓力磁力線發(fā)散，而磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)又確定了等離子體的運(yùn)動(dòng)，因此隨著高度的逐漸增高，網(wǎng)絡(luò)的粗糙程度也逐漸增大。這樣的理解描述出了一幅簡(jiǎn)明的動(dòng)力學(xué)圖像。然而，近來(lái)用磁像儀對(duì)超米粒邊緣進(jìn)行觀測(cè)，所得結(jié)果對(duì)上述解釋的關(guān)鍵之處不利：在邊緣會(huì)合處，常見(jiàn)的是磁斑分裂并且其中的一部分以小于每秒1公里的速度向外移動(dòng)，移動(dòng)距離還不到5000公里時(shí)便逐漸消失;也觀測(cè)到新的磁流點(diǎn)浮現(xiàn)并以每秒1～2公里的速度快速移動(dòng)。因此，會(huì)合處的磁斑究竟如何形成，有待進(jìn)一步研究。

根據(jù)超米粒的線度和壽命，一般認(rèn)為超米粒是由比形成米粒粗大得多的長(zhǎng)壽命的對(duì)流元產(chǎn)生的。據(jù)估計(jì)，超米粒的底部位于光球下太陽(yáng)對(duì)流層中7000～10，000公里的深處。有人將超米粒的起源歸因于光球深處的對(duì)流不穩(wěn)定性﹐這種不穩(wěn)定性與一次電離氦和二次電離氦有關(guān)。也有人認(rèn)為超米粒組織的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)本身就是在對(duì)流層深處發(fā)生的磁場(chǎng)對(duì)流運(yùn)動(dòng)相互作用的反映。