日冕中一些輻射很弱、亮度比周圍小得多的區域,從X射線或遠紫外線的日冕照片上都可以看到。1950年,瓦爾德邁爾從地面上觀測的單色光太陽綜合圖上首先發現冕洞。1964年,在火箭上拍攝到X射線冕洞照片。1967年,軌道太陽觀測臺4號利用遠紫外線觀測到冕洞。1972年,坎杜等在射電波段也觀測到冕洞。圖1表示在軟X射線波段(3~32埃和44~54埃)拍到的冕洞照片。1975年,博林等利用天空實驗室拍攝的HeⅡ304單色照片,繪製瞭冕洞邊界的綜合圖集。同一時期諾爾蒂等等用天空實驗室得到的軟 X射線資料編制瞭另一部圖集。這兩部圖集有較好的一致性,為研究冕洞的分佈和性質提供瞭豐富素材。

圖1 用X射線拍攝到的1973年8月21日的冕洞

  冕洞大致分三種:①極區冕洞,位於兩極區,常年都有;②孤立冕洞,位於低緯區,一般面積較小;③延伸冕洞,向南北延伸,從北極區向南延伸至南緯20°左右或由南極區向北延伸至北緯20°左右,且同極區冕洞相接,面積較大。在天空實驗室飛行期間(太陽活動下降期)太陽表面覆蓋18~19%的冕洞。有趣的是兩極的冕洞面積總和是相當穩定的。若一極的冕洞變大時,另一極的便縮小,而總面積基本上保持不變。冕洞的壽命一般為5個太陽自轉周,有的可達8~10個自轉周,甚至一年。冕洞是太陽上一種比較穩定的現象,其面積增長率和衰減率相同,為(1.5±0.4)×10-4公裡2/秒。冕洞相對於太陽表面基本不動,並隨太陽自轉作近似的剛性旋轉。與黑子相比,它具有更強的剛性旋轉性。冕洞是日冕中密度較低的區域。1975年,瓦爾德邁爾測得冕洞中心密度為周圍日冕的十分之一。1972年,芒羅等人根據遠紫外線探測資料推算出冕洞密度約為寧靜區的三分之一。1977年,他們測得極區(緯度68°以上)冕洞在離太陽2~5個太陽半徑(R嫯)的電子密度和粒子流速,如圖2所示。研究表明,在2.2~3R嫯處,粒子的流速就從亞聲速轉為超聲速。冕洞的溫度約為100萬度,比寧靜日冕區低一些,而溫度梯度則隻有後者的十分之一。

  冕洞僅存在於大的單極磁區域中,而且不與大尺度磁場圖的中性線(見磁合並)相交;但並不是每一個單極磁區都能產生冕洞。冕洞總是出現在與該半球具有相同極性的磁區中。冕洞中的磁場是不均勻的。各孤立冕洞的磁場強度不等,從零點幾高斯到十幾高斯。冕洞與無冕洞區的磁場強度差不多,但比活動區弱。極區冕洞場強在1高斯左右。1972年,阿特休勒等用無電流場模型對冕洞進行瞭計算,提出瞭它有開場線的可能。1977年,萊維恩認為冕洞內不是所有場線都是開放的。1978年,諾爾蒂等認為冕洞的大尺度變化是磁場線突然開閉引起的。場線開放時,冕洞擴展;場線閉合時,冕洞收縮。盡管在不少冕洞照片上能夠看到開場結構的特征,如冕洞的羽狀結構、冕洞邊緣的浪花狀結構,但還不能肯定它在任何時候都有開場線。不少學者對冕洞同太陽風和地擾動之間的關系做瞭統計研究,發現小的低緯冕洞同地球附近空間速度約為每秒550公裡的太陽風有很好的相關性。高緯冕洞(特別是極區冕洞)能產生高速太陽風,但一般不能到達地球。大的冕洞(即使在中緯區)與地球周圍大於每秒700公裡的太陽風有較好的相關性。長壽命的赤道冕洞是太陽風的風源,也就是M區,它能引起重現性的磁擾。關於冕洞的形成問題尚未解決。