حقایقی درباره خورشید که باید بدانیم به یکی دو جمله ختم نمی شود و مطالب بیشتری وجود دارد که می توانند ما را بهتر با این پدیده آسمانی که یکی از عوامل اصلی ادامه حیات ما بر روی زمین است، آشنا کنند. در این مقاله به بررسی این حقایق می پردازیم.
بررسی حقایقی درباره خورشید
خورشید در قلب منظومه شمسی قرار دارد، جایی که با بزرگترین جرم این منظومه روبرو می شویم. قطر آن ۹۹.۸ درصد از جرم منظومه شمسی است و تقریباً ۱۰۹ برابر قطر زمین است. در واقع حدود یک میلیون زمین می تواند در داخل خورشید جای گیرد.
درجه حرارات خورشید چه میزان است
خورشید یکی از بیش از ۱۰۰ میلیارد ستاره کهکشان راه شیری است. مدار ستاره ما حدود ۲۵۰۰۰ سال نوری از هسته کهکشانی می چرخد و هر ۲۵۰ میلیون سال یکبار یا یک انقلاب دیگر را به پایان می رساند.
خورشید ستاره ای نسبتاً جوان است. در واقع بخشی از نسل ستارگان موسوم به جمعیت I است که نسبتاً غنی از عناصر سنگین تر از هلیوم هستند. نسل قدیمی ستارگان Population II نامیده می شود و نسل قبل تر از آن ها، Population III نیز ممکن است وجود داشته باشند، اگرچه هنوز هیچ عضوی از این نسل شناخته نشده است.
قسمت مرئی خورشید حدود ۱۰ هزار درجه فارنهایت (۵۵۰۰ درجه سانتیگراد) حرارت دارد. این در حالی است که دمای هسته آن به دلیل واکنش های هسته ای به بیش از ۲۷ میلیون فارنهایت (۱۵ میلیون درجه سانتیگراد) می رسد.
برای درک بهنر عظمت این میزان از حرارت باید به گفته ناسا استناد کنیم: برای تأمین انرژی تولید شده توسط خورشید، باید هر ثانیه ۱۰۰ میلیارد تن دینامیت منفجر شود!
شکل گیری و تکامل خورشید چگونه بوده است
خورشید حدود ۴.۶ میلیارد سال پیش متولد شد. بسیاری از دانشمندان فکر می کنند خورشید و بقیه منظومه شمسی از ابر غول پیکر و گاز و گرد و غبار معروف به سحابی خورشیدی تشکیل شده است.
وقتی سحابی به دلیل جاذبه فرو ریخت، سریع تر چرخید و صاف شد یا به عبارت بهتر در در یک صحفه قرار گرفتند. در این بین بیشتر مواد موجود به سمت مرکز کشیده شد تا خورشید تشکیل شود.
خورشید برای ادامه حیات خود برای ۵ میلیارد سال دیگر به اندازه کافی سوخت هسته ای دارد تا باقی بماند. پس از اتمام سوخت، متورم خواهد شد تا به یک غول سرخ تبدیل شود.
در نهایت، لایه های بیرونی اش از بین خواهد رفت و هسته باقی مانده فرو خواهد ریخت و به یک کوتوله سفید تبدیل می شود.
سپس به آرامی محو می شود و به عنوان یک شی نظری تاریک و خنک که گاهی اوقات به عنوان کوتوله سیاه شناخته می شود، وارد مرحله نهایی زندگی خود می شود.
ساختار و جو داخلی خورشید به چه شکل است
خورشید و جو آن به چند منطقه و لایه تقسیم می شوند. فضای داخلی خورشیدی، از داخل به بیرون، از هسته، منطقه تابشی و منطقه همرفت تشکیل شده است. جو خورشیدی در بالای آن متشکل از فوتوسفر، کروموسفر، یک منطقه گذار و تاج است. فراتر از آن باد خورشیدی است و خروج گاز از تاج.
هسته
هسته آن از مرکز تا حدود یک چهارم کل حجم خورشید گسترش می یابد. هسته خورشید فقط ۲ درصد از حجم خورشید را تشکیل می دهد اما تقریبا نیمی از جرم خورشید را شامل می شود. هسته ای که ۱۵ برابر سرب چگال تر است.
منطقه تابشی
بعد از هسته منطقه تابشی قرار دارد که از هسته تا ۷۰ درصد از سطح خورشید امتداد دارد و ۳۲ درصد از حجم خورشید و ۴۸ درصد از جرم آن را تشکیل می دهد. نور هسته در این ناحیه پراکنده می شود، بنابراین عبور یک فوتون نور از این منطقه ممکن است یک میلیون سال طول بکشد.
منطقه همرفت
منطقه همرفت تا سطح خورشید می رسد و ۶۶ درصد از حجم خورشید را تشکیل می دهد اما حدود ۲ درصد از جرم آن را شامل می شود.
“سلول های همرفت” گاز در حال غلبه بر این منطقه است. دو نوع اصلی از سلول های همرفت خورشیدی وجود دارد؛ سلول هایی با عرض حدود ۶۰۰ مایل (۱۰۰۰ کیلومتر) و سلول های بزرگ تر با قطر حدود ۲۰،۰۰۰ مایل (۳۰،۰۰۰ کیلومتر).
فوتوسفر
فوتوسفر پایین ترین لایه جو خورشید است و نوری را که می بینیم ساطع می کند. ضخامت آن حدود ۳۰۰ مایل (۵۰۰ کیلومتر) است با این حال بیشتر نور از یک سوم پایین آن ساطع می شود.
دما در فوتوسفر از ۱۱۰۰۰ فارنهایت (۶۱۲۵ درجه سانتیگراد) در پایین تا ۷۴۶۰ فارنهایت (۴۱۲۵ درجه سانتیگراد) در بالای آن متغیر است.
کروموسفر
در لایه بعدی جو خورشید کروموسفر قرار داردکه حرارت بیشتری دارد و گرم تر است. دمای این ناحیه تا ۳۵۵۰۰ درجه فارنهایت (۱۹،۷۲۵ درجه سانتیگراد) بالا می رود و ظاهرا از ساختارهای خوشه ای تشکیل شده است که به نام مارپیچ شناخته می شوند و به طور معمول حدود ۶۰۰ مایل (۱۰۰۰ کیلومتر) عرض و تا ۶۰۰۰ مایل (۱۰ هزار کیلومتر) ارتفاع دارند .
منطقه گذار و تاج
بعد از آن منطقه گذار یا انتقالی به ضخامت چند صد تا چند هزار مایل وجود دارد که با تاج بالای آن گرم می شود و بیشتر نور آن را به صورت اشعه ماورا بنفش ساطع می شود.
در بالای منطقه گذار تاج بسیار داغی قرار دارد که از حلقه ها و جریان های گاز یونیزه ساخته شده است. تاج عموماً از ۹۰۰۰۰۰ فارنهایت (۵۰۰۰۰۰ درجه سانتیگراد) تا ۱۰.۸ میلیون فارنهایت (۶ میلیون درجه سانتیگراد) است و حتی در صورت وقوع شعله ور شدن خورشید می تواند به دهها میلیون درجه نیز برسد. مواد موجود در تاج به عنوان باد یا طوفان خورشیدی منفجر می شوند.
خورشید شامل چه ترکیبات شیمیایی است
درست مانند اکثر ستارگان دیگر، خورشید نیز بیشتر از هیدروژن تشکیل شده و به دنبال آن هلیوم قرار دارد. تقریباً تمام مواد موجود دیگر در خورشید از هفت عنصر تشکیل شده اند: اکسیژن، کربن، نئون، ازت، منیزیم، آهن و سیلیکون.
به ازای هر ۱ میلیون اتم هیدروژن در خورشید ، ۹۸۰۰۰ هلیوم، ۸۵۰ اکسیژن، ۳۶۰ کربن، ۱۲۰ نئون، ۱۱۰ نیتروژن، ۴۰ منیزیم، ۳۵ آهن و ۳۵ سیلیسیم وجود دارد.
با این وجود که هیدروژن سبک ترین عنصر است اما مقدار آن در خورشید به قدری زیاد است که تقریباً ۷۲ درصد از جرم خورشید را تشکیل می دهد، در حالی که مقدار هلیوم حدود ۲۶ درصد است.
مشاهدات و تاریخچه رصد خورشید
فرهنگ های جهان باستان غالباً بناهای سنگی می ساختند تا حرکت خورشید و ماه را مشخص کنند تا بتوانند فصول را ترسیم، تقویم ها را ایجاد کنند و خورشید گرفتگی را کنترل کنند.
بسیاری معتقد بودند که خورشید به دور زمین می چرخد. بطلمیوس، دانشمند یونان باستان، این مدل “ژئوسنتریک” را در سال ۱۵۰ پیش از میلاد رسمی کرد. سپس، در سال ۱۵۴۳، نیکولاوس کوپرنیکوس یک مدل هلیوسنتریک و خورشید محور از منظومه شمسی را توصیف کرد و در سال ۱۶۱۰، با کشف قمرهای مشتری توسط گالیله مشخص شد که همه اجرام آسمانی به دور زمین نمی چرخند.
در دوران معاصر، دانشمندان برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه فعالیت خورشید و سایر ستارگان، پس از مشاهدات اولیه مطالعه خورشید را از مدار زمین آغاز کردند.
ناسا مجموعه ای از هشت رصدخانه مداری را که بین سال های ۱۹۶۲ تا ۱۹۷۱ به عنوان رصدخانه خورشیدی در مدار شناخته می شود راه اندازی کرد. هفت عدد از این رصد خانه ها موفق بودند و خورشید را در طول موج های ماورا بنفش و اشعه ایکس تجزیه و تحلیل کردند و موفق شدند از تاج فوق العاده داغ آن عکس برداری کنند.
در سال ۱۹۹۰، ناسا و آژانس فضایی اروپا کاوشگر اولیس را برای اولین مشاهدات از مناطق قطبی آن آغاز کردند. در سال ۲۰۰۴، فضاپیمای جنسیس ناسا نمونه هایی از طوفان خورشیدی را برای مطالعه به زمین بازگرداند. در سال ۲۰۰۷ ، دو فضاپیمای ناسا اولین تصاویر سه بعدی از خورشید را بازگرداند.
یکی از مهمترین مأموریت های خورشیدی تاکنون احداث رصدخانه Solar and Heliosphere Observatory بوده است که برای مطالعه طوفان خورشید و لایه های بیرونی و ساختار داخلی خورشید طراحی شده است.
این ساختمان از لکه های خورشید در زیر سطح تصویربرداری کرد ، شتاب طوفان خورشیدی را اندازه گیری کرده، امواج تاجی و گردبادهای خورشیدی را کشف کرده، بیش از ۱۰۰۰ دنباله دار پیدا کرده است و توانایی ما را در پیش بینی طوفان های خورشیدی متحول کرده است.
مدارگرد خورشیدی آژانس فضایی اروپا در سال ۲۰۱۸ پرتاب شد و تا سال ۲۰۲۱ در مدار عملیاتی دور خورشید قرار داشت.
نزدیکترین فاصله آن با خورشید ۲۶ میلیون مایل (۴۳ میلیون کیلومتر) بوده است؛ حدود ۲۵ درصد نزدیک تر از عطارد به خورشید. این مدارگرد خورشیدی به ذرات، پلاسما و سایر موارد در یک محیط نسبتاً نزدیک به خورشید نگاه کرده است و هدف آن درک بهتر سطح خورشید و طوفان خورشیدی بوده است.
