خصائص الشمس ، أجزاء ، هيكل والتكوين

ال محلول إنه جسم غازي له نواة مضغوطة للغاية ، حيث يتم توليد الطاقة عن طريق التفاعلات النووية الحرارية.

إنه النجم الذي تدور حوله الأرض والكواكب الأخرى ، والتي توفر الضوء والحرارة لها. ولد قبل 4600 مليون سنة. على الرغم من أنها واحدة من أكثر من 1000 مليون الأجرام السماوية التي تشكل مجرة ​​درب التبانة ، إلا أنه النجم الذي يلمع.

كل الحياة على الأرض تعتمد على الطاقة الشمسية التي يوفرها النجم. بدون الشمس ، ستكون الأرض مكانًا مظلمًا بلا حياة متجمدًا في الوقت المناسب. 

على الرغم من أنه من غير المعروف ما حدث قبل أكثر من 4 مليارات عام ، إلا أن النظرية الحالية ترى أن سحابة ضخمة من الغبار والغاز بدأت تتحول ببطء.

جر الجاذبية منطقة كثيفة داخل هذه السحابة. الدافع زيادة سرعة الدوران. تسببت هذه الحركة في تسخين الغاز في الوسط ، مما تسبب في تفاعلات حولت الغبار والغاز إلى مواد صلبة ، مما أدى إلى ظهور الكواكب.

أصبحت المسألة المركزية حارة جدا وكثيفة ، مما أدى إلى الانصهار النووي الذي تسبب في الشمس.

الشمس هي الكائن المهيمن في النظام الشمسي بسبب أبعادها الكبيرة لأنها تحتوي على 99 ٪ من كتلة النظام.

قوتها الجاذبية تبقي جميع الكواكب في المدار. إنه نجم متوسط ​​الحجم ينتج عنه ضوءًا وحرارة عن طريق حرق الوقود مثل الهيدروجين والهيليوم في عملية تعرف باسم الاندماج النووي..

للنجوم حياة محدودة والشمس ليست استثناء ، فهي في منتصف دورة حياتها البالغة نحو عشرة مليارات سنة. وهي تقع في وسط المجرة ، والتي لها شكل حلزوني.

ما هي الشمس؟ أجزاء ودراسات حول النجم

من بعيد ، لا تبدو الشمس معقدة للغاية. بالنسبة للمراقب المشترك ، إنها كرة غاز سلسة متساوية. ومع ذلك ، يظهر الفحص الدقيق أن النجم في حالة اضطراب مستمر. الشمس الهادئة على ما يبدو عبارة عن جسم لا يهدأ ، يرتجف وينفجر ، مغناطيسية شديدة ومتغيرة.

في الماضي القريب ، لم يتمكن العلماء من فهم كيفية توليد الشمس لحقولها المغناطيسية ، المسؤولة عن معظم النشاط الشمسي.

لم يعرفوا أيضًا سبب تركيز جزء من هذا المغناطيسية الشديدة في ما يسمى البقع الشمسية ، والجزر المظلمة الضحلة مثل الأرض والأرض أكثر من ألف مغنطيسي.

بالإضافة إلى ذلك ، لم يستطع الفيزيائيون توضيح سبب تباين نشاط الشمس المغناطيسي بشكل كبير ، حيث يتناقص ويكثف مرة أخرى كل 11 عامًا أو نحو ذلك. تم إخفاء الإجابات على هذه الأسئلة داخل الشمس ، حيث يتم إنشاء المغناطيسية القوية.

يبلغ طول درب التبانة حوالي 100000 سنة ضوئية وسمك 15000 سنة ضوئية. في هذا الإطار ، تتحرك الشمس لمسافة 210 كيلومترات في الثانية ، ويستغرق الأمر 225 مليون سنة لإكمال دورة السفر.

لقد اكتسب العلماء الكثير من معارفهم عن الشمس من خلال مراقبة من الأرض لسنوات عديدة. ومع ذلك ، فإن معظم المعرفة الحالية تأتي من تحقيقات الفضاء التي تم إرسالها في مهام لاستكشاف الشمس..

وقد وفرت هذه التحقيقات معلومات دقيقة عن درجة الحرارة، والغلاف الجوي، والتكوين، والمجال المغناطيسي، مشاعل، البروز، البقع الشمسية والديناميات الداخلية للشمس، التي تمت مناقشتها في الإطار التالي.

تكوين الشمس

الشمس عبارة عن كرة ضخمة من البلازما ، غاز مؤين ساخن يحتوي على كتلة 300000 مرة أكثر من الأرض.

قطر الشمس 1.4 مليون كيلومتر طويلة، يتجاوز قطر الأرض 12760 كم، حتى يتجاوز قطرها أكبر كوكب في النظام والمشتري لا يمثل سوى واحد على عشرة من قطر الشمس.

العناصر الرئيسية الموجودة في الشمس والهيدروجين (92٪)، تليها الهليوم (7.8٪)، وأقل من 1٪ من عناصر أثقل مثل الأكسجين والكربون والنيتروجين والنيون.

أدناه هو تكوين الشمس التي شيدت من تحليل الطيف الشمسي. يأتي التحليل من الطبقات السفلى من الغلاف الجوي للشمس ، ولكن يُعتقد أنه يمثل الشمس بأكملها باستثناء جوهرها. تم اكتشاف ما يقرب من 67 عنصرًا في الطيف الشمسي.

يُعتقد أن الشمس غازية تمامًا بمتوسط ​​كثافة يبلغ 1.4 ضعف كثافة الماء. لأن الضغط في القلب أكبر بكثير من الضغط على السطح ، فإن كثافة القلب تساوي ثمانية أضعاف كثافة الذهب ، والضغط 250 مليار ضعف ضغط سطح الأرض.

تقتصر كتلة الشمس تقريبًا على حجم يمتد 60٪ فقط من المسافة من مركز الشمس إلى سطحه.

هيكل الشمس

عند دراسة بنية الشمس ، يقسمها علماء الفيزياء الشمسية إلى مجالين رئيسيين: الداخل والغلاف الجوي.

داخلي

يتكون الداخل من:

1- جوهر

إنها المنطقة المركزية للشمس حيث تحدث التفاعلات النووية التي تحول الهيدروجين إلى هيليوم. هذه التفاعلات تطلق الطاقة التي تسبب لمعان الشمس.

لكي تحدث هذه التفاعلات ، هناك حاجة إلى درجة حرارة عالية جدًا. درجة الحرارة بالقرب من المركز حوالي 15 مليون درجة مئوية والكثافة حوالي 160 جم ​​/ سم³ (أي 160 ضعف كثافة الماء).

كل من درجة الحرارة والكثافة تتناقص ظاهريا من مركز الشمس. جوهر تحتل 25٪ دائرة نصف قطرها الأعمق سول. درجة حرارة مركز 175،000 كم هي نصف فقط من القيمة المركزية ومنخفض الكثافة 20 جم / سم³.

2- المنطقة الوسيطة (أو النقل المشع).

يوجد حول النواة منطقة النقل الوسيطة أو المشعة. تشغل هذه المنطقة 45٪ من نصف القطر الشمسي وهي المنطقة التي يتم فيها نقل الطاقة ، في شكل فوتونات أشعة غاما ، إلى الخارج عن طريق تدفق الإشعاع المتولد في النواة..

تتعرض فوتونات أشعة غاما ذات الطاقة العالية للضرب المستمر أثناء مرورها عبر المنطقة الوسيطة ، ويتم امتصاص بعضها وطرد بعضها الآخر والعودة إلى النواة. يمكن أن تستغرق الفوتونات 100000 عام لتجد طريقها عبر المنطقة الوسيطة.

عند الحد الأقصى للمنطقة الوسيطة ، تبلغ درجة الحرارة حوالي 1.5 مليون درجة مئوية وتبلغ الكثافة حوالي 0.2 جم / سم³. هذا الحد يسمى طبقة واجهة أو خط السرعة.

ويعتقد أن الحقل المغناطيسي للشمس يتولد عن دينامو طبيعي موجود في هذه الطبقة. تعمل التغييرات في سرعات التدفق عبر هذه الطبقة على تمديد خطوط قوة المجال المغناطيسي وجعلها أقوى. يبدو أن هناك أيضا تغييرات مفاجئة في التركيب الكيميائي من خلال هذه الطبقة.

3- منطقة الحمل الحراري

إنها أكثر المناطق الخارجية للشمس ، وتسمى منطقة الحمل الحراري ، لأنه يتم جلب الطاقة إلى السطح من خلال عملية الحمل الحراري. يمتد من عمق حوالي 210000 كم إلى السطح المرئي ويشغل حوالي 30 ٪ من نصف قطر الشمس.

في هذا المجال، والغاز البلازما، ويسخن في منطقة وسطى، ويرتفع إلى السطح بفعل تيارات الحمل، وتمتد، يبرد ومن ثم تقلص (على غرار الماء المغلي في وعاء).

الزيادة في جزيئات الغاز مرئية على السطح كنمط حبيبي. حبيبات قطرها حوالي 1000 كم. تطلق خلايا الحمل الحراري طاقة في الغلاف الجوي للشمس ، وتبلغ درجة الحرارة على سطح الأرض حوالي 5600 درجة مئوية وتكون الكثافة صفرًا تقريبًا..

بمجرد وصول غاز البلازما إلى سطح الشمس ، يبرد ويودع في قاعدة منطقة الحمل الحراري ، حيث يزداد حرارته.

ثم تتكرر العملية. فقدت الفوتونات التي تنجو من الشمس الطاقة في طريقها من النواة وغيرت طولها الموجي ، بحيث يكون معظم الانبعاثات في المنطقة المرئية من الطيف الكهرومغناطيسي.

تسمح درجات الحرارة المنخفضة في منطقة الحمل الحراري لأيونات أثقل من العناصر مثل الكربون والنيتروجين والأكسجين والكالسيوم والحديد بالاحتفاظ ببعض الإلكترونات. هذا يجعل المادة أكثر عتامة ، مما يجعل مرور الإشعاع أكثر صعوبة.

اجواء الشمس

تتكون أجواء الشمس من:

1- كرة ضوئية.

الفوتوسفير هو أدنى من الطبقات الثلاث التي تشكل الغلاف الجوي للشمس، لأن اثنين من كبار طبقات شفافة لمعظم الأطوال الموجية للضوء المرئي، الفوتوسفير يمكن تقدير بسهولة.

لا يمكننا أن نرى ما وراء الغازات الساطعة للغلاف الضوئي ، لذا فإن كل شيء أسفله يعتبر داخل الشمس.

إنه غطاء رفيع من الغازات المؤينة الساخنة أو البلازما التي يبلغ سمكها حوالي 400 كم ، ويشكل الجزء السفلي منها سطحًا مرئيًا للشمس. تمر معظم الطاقة التي تشعها الشمس عبر هذه الطبقة.

من الأرض ، يبدو السطح أملسًا ، لكنه في الواقع مضطرب ومحبب بسبب تيارات الحمل الحراري. المواد المغلية على سطح الشمس يتم بواسطة الرياح الشمسية.

تكون كثافة الصورة الضوئية منخفضة وفقًا لمعايير الأرض ، وقيمتها مماثلة لكثافة الهواء الذي نتنفسه ، ويبلغ متوسط ​​درجة الحرارة فيه 5600 درجة مئوية فقط. تركيبة الغلاف الضوئي هي في الكتلة 74.9٪ هيدروجين و 23.8٪ هيليوم. جميع العناصر الأثقل تمثل أقل من 2 ٪ من الكتلة.

2- جو الشمس

يقع مباشرة فوق الصورة الضوئية (كروموسفير). تتميز طبقة الغاز الرقيقة هذه بكثافة أقل بكثير من الطبقة الضوئية.

يبلغ سمكها حوالي 2500 كم وتتراوح درجة الحرارة من 6000 درجة مئوية فوق الكرة الضوئية إلى نطاق يتراوح بين 20000 و 30000 درجة مئوية في أعلى.

الكروموسفير بصري أكثر شفافية من الغلاف الضوئي. ينشأ لونه الوردي المحمر لأن انبعاثه هو الهيدروجين ألفا الغازي.

يمكن رؤية هذا اللون أثناء الكسوف الكلي للشمس ، عندما يُنظر إلى الكروموسفير لفترة وجيزة كفلاش من الألوان تمامًا كما تختفي الحافة المرئية للغلاف الضوئي خلف القمر.

3- تاج

إنها الطبقة العليا من الغلاف الجوي للشمس وتمتد لعدة ملايين من الكيلومترات من الجزء العلوي من الكروموسفير إلى الفضاء. لا يوجد حد أعلى محدد جيدا للتاج.

لا يمكن رؤية التاج إلا خلال الكسوف الكلي للشمس أو من خلال تلسكوب خاص يسمى التاج ، عندما يتم حظر الغلاف الضوئي. يظهر التاج كمنطقة بيضاء مشرقة شاحبة حول الشمس.

مراجع

1. كلارك ، س. (2004). الأرض والشمس والقمر. دونستابل ، فولنس ناشرون.
2. Giessow J. and Giessow F. (2015). علوم الشمس: استكشاف الكون. دايتون ، شركة ميليكين للنشر.
3. لانج ، ك. (2009). الشمس من الفضاء. نيويورك ، سبرينغر.
4. فيليبس ، ك. (1995). توجه إلى الشمس. كامبريدج ، مطبعة جامعة كامبريدج.
5. Rushworth، G. (2011). نظامنا الشمسي: الشمس. نيويورك ، شركة معايير التعليم.
6. Viegas، J. (2006). دور الشمس في نظامنا الشمسي: مختارات الفكر الحالي. نيويورك ، The Rosen Publishing Group، Inc.
7. ويلكنسون ، ج. (2012). عيون جديدة على الشمس: دليل لصور الأقمار الصناعية ومراقبة الهواة. نيويورك ، سبرينغر.