خمس خصائص للشمس

المحتوى

• 1 - الشمس هي مجرد نجمك العادي
• 2 - هيكل الشمس هو الطبقات
• 3 - من منظور إنساني ، تكون الشمس حقًا كبيرة جدًا
• 4 - نشاط صنز السطحي دوري
• 5 - حقل مغنطيسي الدوران
• الشمس سوف تبتلع الأرض

الشمس هي مجرد واحدة من المليارات والمليارات من النجوم في جزء من الكون الذي يمكننا رؤيته ، لكنها النجم الذي يعطي الحياة للأرض ، لذلك هي الشمس التي يهتم بها البشر عن حق. إذا كانت كائنات من حضارات في أجزاء أخرى من المجرة تتواصل معنا علنًا ، فمن المحتمل أن تحطم أي أوهام العظمة التي قد تكون لدينا حول نجم منزلنا.

بالتأكيد ، يبدو كبيرًا وحارًا من هنا ، ولكن بالمقارنة مع النجوم الأخرى ، فهو صغير وبارد نسبيًا. قد يكون موطنا لنظام من العوالم ، ولكن هذا قدم المساواة في المسار ، بقدر ما تذهب النجوم. "لا يوجد شيء يمكن رؤيته هنا ، أيها الأشخاص" ، قد يسخر الأجانب عندما يوجهون قرونهم الفضائية متعددة الأبعاد نحو أنظمة نجوم أكثر درامية.

لن تكون هناك حاجة إلى تثبيط هذا اللقاء المتعثر ، لو حدث ذلك. قد لا تكون الخواص الفيزيائية للشمس خاصة عند مقارنتها بالنجوم الأخرى ، ولكن تلك الخصائص قد خلقت حياة بشرية ، وهذا ليس خاصًا فقط ؛ معجزة.

هناك عدد لا يحصى من سمات الشمس التي تستحق التقدير ، ولكن إليك خمس من أبرزها ، بالإضافة إلى نظرة إضافية على مستقبل الشمس.

1 - الشمس هي مجرد نجمك العادي

يصنف علماء الفيزياء الفلكية الشمس على أنها قزم أصفر ، يمنحك على الفور فكرة عن موقعها من حيث النجوم الأخرى التي تملأ الكون ، وبعضها عمالقة. من الناحية العلمية ، صنفت الشمس على أنها أ السكان الأول ، نجمة G2V (الخامس هو الرقم الروماني 5).

معظم النجوم في الجزء الذي نعيش فيه من المجرة هم من السكان أنا نجوم. فهي غنية بالمعادن ، مما يعني أن الشباب نسبيا. يتم إنتاج المعادن أثناء مراحل موت النجوم الكبيرة ، ويولد السكان I النجوم من تحت الأنقاض من تلك النجوم. عادةً لا يتجاوز عمر السكان 1 نجوم بضعة مليارات من السنين. يقدر عمر الشمس بخمسة مليارات سنة.

يشير الحرف G إلى التصنيف الطيفي للشمس ، وهو مقياس لمدى درجة حرارة الشمس المشرقة مقارنةً بالنجوم الأخرى. هناك سبعة تصنيفات للنجوم ، تُشير إليها الأحرف O و B و A و F و G و K و M. O بتعيين النجوم العملاقة الساخنة لدرجة أنها تنبعث منها ضوء أزرق ، وتعيين M نجومًا قزمًا باردًا ينبعث الضوء في نطاق الأشعة تحت الحمراء . كقزم أصفر ، تكون الشمس أقل من المتوسط ​​في الحجم ودرجة الحرارة.

تشير الأرقام الرومانية V إلى أن الشمس هي نجمة متسلسلة رئيسية ، مما يعني أنها في الجزء الأوسط من حياتها ، حيث يولد اندماج الهيدروجين إلى الهيليوم في جوهره ضغطًا كافياً لمنع انهيار الجاذبية. يشير الرقم 2 بشكل أكثر تحديدًا إلى الخصائص الطيفية.

يعتمد طول الوقت الذي يبقى فيه النجم في التسلسل الرئيسي في الغالب على كتلته. كانت الشمس في التسلسل الرئيسي لمدة 5 مليارات سنة وستبقى هناك لمدة 5 مليارات سنة أخرى.

2 - هيكل الشمس هو الطبقات

بعيدا عن كونه مجرد كرة كبيرة من الغاز المحترق ، فإن للشمس بنية داخلية معقدة تشكل أربع طبقات متميزة. يقسم العلماء الطبقة الخارجية ، الغلاف الجوي ، إلى ثلاث طبقات فرعية. تشتمل طبقات الشمس الست على القلب والمنطقة الإشعاعية ومنطقة الحمل الحراري والغلاف الضوئي والكروموسفير والهالة.

النواة: أهم جزء من الشمس ، جوهره ، هو المكان الذي يحدث فيه اندماج الهيدروجين. إن قوى الجاذبية قوية جدًا في قلبها لدرجة أنها تضغط الهيدروجين إلى سائل بمعدل كثافة يبلغ حوالي 150 ضعف كثافة الماء. درجة الحرارة في قلب 15 مليون درجة مئوية ، أو 28 مليون درجة فهرنهايت.

المنطقة الإشعاعية: تتناقص الكثافة في المنطقة المحيطة مباشرة بالبنية الأساسية مع زيادة نصف القطر ، لكنها لا تزال كثيفة بدرجة كافية لمنع الضوء من الهرب. يستغرق الإشعاع الناتج عن تفاعل الانصهار الذي يحدث باستمرار في القلب 100000 عام للارتداد في المنطقة الإشعاعية قبل أن يهرب إلى الفضاء.

منطقة الحمل الحراري: منطقة الحمل الحراري هي منطقة من الاضطرابات العالية تمتد من عمق 200000 كم إلى السطح المرئي. في هذه المنطقة ، تنخفض الكثافة إلى مستوى يسمح بتحويل الضوء من القلب إلى حرارة. ترتفع الغازات الساخنة والبلازما ، وتبرد وتهبط مرة أخرى ، وتشكل مرجلاً معقدًا من الفقاعات الكبيرة ، وتسمى خلايا الحمل الحراري.

الصور الفوتوغرافية: طبقة الغلاف الجوي للشمس المرئية من الأرض هي الغلاف الضوئي. تم تبريد درجة الحرارة إلى 5800 درجة مئوية (10000 فهرنهايت). تتخلل الغلاف الضوئي الصور الضوئية الإشعاعات الشمسية والبقع الشمسية ، وهي مناطق مظلمة باردة تتشكل عندما ينفجر الحقل المغناطيسي للشمس إلى السطح.

الكروموسفير: في الكروموسفير ، الذي يمتد حوالي 2000 كيلومتر فوق الصورة الضوئية ، ترتفع درجة الحرارة إلى 20000 درجة مئوية (36،032 فهرنهايت). هذه الطبقة لها الاسم لأن لون الضوء المنبعث يتحول إلى اللون الأحمر.

الهالة: عادة ما تكون الطبقة الخارجية من الشمس ، وهي الهالة ، غير مرئية ، ولكنها تصبح مرئية من الأرض خلال الكسوف الكلي للشمس. تبلغ كثافة الغازات أقل من مليار مرة من الماء ، لكن درجة الحرارة يمكن أن تصل إلى 2 مليون درجة مئوية (3.6 مليون فهرنهايت). السبب وراء هذا الارتفاع غير مفهوم تمامًا ، لكن العلماء يشكون في أن الأمر يتعلق بالعواصف المغناطيسية التي تحدث باستمرار هناك.

3 - من منظور إنساني ، تكون الشمس حقًا كبيرة جدًا

بالنسبة إلى النجوم الأخرى في الكون ، قد تكون الشمس قزمًا ، ولكن بالنسبة للناس على الأرض ، فهي ضخمة بشكل غير مفهوم. واحدة من أكثر خصائص الاستشهاد بالشمس شيوعًا هي أنه يمكنك وضع 1.3 مليون كوكب بحجم الأرض بداخله. إذا قمت بترتيب تلك الكواكب جنبًا إلى جنب ، فستحتاج إلى 109 منها لتغطي قطر الشمس.

من حيث الإحصاءات ، يبلغ قطر الشمس حوالي 1.4 مليون كيلومتر (864000 ميل) ، ومحيطها حوالي 4.4 مليون كيلومتر (2.7 مليون ميل). لديها حجم 1.4 × 10²⁷ متر مكعب وكتلة 2 × 10³⁰ كيلوغراما ، أي حوالي 330،000 مرة كتلة الأرض.

على الرغم من أن الشمس كبيرة جدًا مقارنة بالأرض ، من المهم أن نتذكر أن العلماء لاحظوا النجوم أكبر بكثير. واحدة من أكبر النجوم التي لوحظت حتى الآن العملاق الأحمر Betelgeuse. لها حوالي 700 مرة أكبر من الشمس وحوالي 14000 مرات أكثر إشراقا. إذا استغرق مكان الشمس ، فسوف يمتد بقدر مدار زحل.

4 - نشاط صنز السطحي دوري

يقوم الحقل الشمسي المغنطيسي بتبديل الأقطاب كل 11 عامًا ، وهذا يخلق دورة مقابلة من البقع الشمسية ونشاط التوهج الشمسي. في بداية ونهاية كل دورة ، يكون نشاط البقع الشمسية ضعيفًا إلى غير موجود ، والنشاط بحد أقصى عند منتصف كل دورة.

النشاط السطحي للشمس يؤثر على الجميع على الأرض. خلال فترات النشاط السطحي العالي ، عندما تكون التوهجات الشمسية شائعة ، تصبح الشفق أكثر وضوحًا ، وتؤثر زيادة الإشعاع على الاتصالات وقد تشكل خطراً على الصحة.

وقع اضطراب التوهج الشمسي الأكثر شهرة في عام 1859. والمعروف باسم التوهج الفائق Carrington ، أدى إلى تعطيل أنظمة التلغراف العالمية. إذا حدث مثل هذا الحدث اليوم ، يعتقد بعض العلماء أنه سيؤدي إلى كارثة عالمية.

نظرًا لأن النشاط الشمسي يمكن أن يكون له مثل هذا التأثير على الأرض ، فقد ظل العلماء يراقبونه منذ عام 1755 ، عندما تمت ملاحظة بداية الدورة الأولى. منذ ذلك الحين ، شهدت الشمس 24 دورة كاملة. بدأت الدورة الخامسة والعشرون في عام 2019 ، والانتقال من الدورة 24 كان هادئًا بشكل غير عادي ، وهي حقيقة حيرت العلماء الذين يتعقبون نشاط الشمس.

5 - حقل مغنطيسي الدوران

يعتقد علماء الفلك أن الشمس وجميع الكواكب تكونت من سحابة من غاز الفضاء. نظرًا لتقلص الغاز تحت قوة الجاذبية ، بدأ في الدوران ، وكما تتوقع ، لا تزال الشمس تدور. كونها كرة كبيرة من الغاز ، فإنها لا تتخلى عن هذه الحقيقة بسهولة. يعرف العلماء أنهم قادرون على رؤية حركة البقع الشمسية على السطح.

لأن الشمس غالبًا تدور أجزاء مختلفة منها بمعدلات مختلفة. تبلغ مساحة المنطقة الاستوائية 25 يومًا ، لكن الدوران في المناطق القطبية يستغرق 36 يومًا. علاوة على ذلك ، فإن المنطقة الأساسية والإشعاعية تتصرف كجسم صلب وتدور كوحدة ، بينما يكون الدوران في منطقة الحمل الحراري والفوتوشوب أكثر فوضوية. الانتقال بين هاتين المنطقتين الدورانية يعرف باسم خط السرعة.

تذكر أن الشمس عبارة عن مجموعة من النجوم التي تعني النجوم ، مما يعني أنه يحتوي على معادن. واحدة من هذه الحديد ، ووجود الحديد في جسم الغزل هو وصفة للمجال المغناطيسي. يكون المجال الشمسي المغنطيسي قوياً بمقدار ضعف قوة الأرض ، ولكن نظرًا لأن الشمس أكبر من ذلك بكثير ، فإن مجالها يمتد إلى أبعد من ذلك بكثير. يمتد إلى أقصى الجسيمات المشحونة ، التي يحملها تيار الجسيمات المشحونة والمعروفة باسم الرياح الشمسية ، حتى أبعد من حدود النظام الشمسي.

الشمس سوف تبتلع الأرض

من المحتمل ألا يكون هناك من حوله ، لذلك سوف تتحول الشمس في النهاية إلى واحدة من أكثر الأجسام الخلابة في الفضاء - سديم كوكبي. قبل أن يحدث ذلك ، على الرغم من ذلك ، فإن القزم الأصفر الذي عرفناه ونعتمد عليه سينمو ويتوسع حتى يصل نصف قطره الخارجي إلى مدار مدار الأرض. سوف تغمر الشمس الأرض ، والتي سوف تتوقف عن الوجود ، ولكن ليس هناك مأساة. ما يحدث فقط للنجوم حجم الشمس.

على عكس النجوم الكبيرة الحارة جدًا ، التي تنهار تحت وطأة ثقتها في الذهاب إلى السوبرنوفا والتقلص إلى نجوم نيوترونية أو حتى خصائص الجاذبية الفردية المعروفة باسم الثقوب السوداء ، فإن حجم عصر الشمس أكثر رقة.

عندما تنفد الشمس من الهيدروجين لحرقها في قلبها ، ستبدأ في الانهيار ، لكن قوى الجاذبية المكثفة ستبدأ عملية اندماج الهيليوم ، وسوف يتحول الانهيار إلى فترة جديدة من التمدد. سوف تتساقط الغلاف الخارجي إلى مدار المريخ تقريبًا وتبرد ، وستصبح الشمس عملاقًا أحمر.

عندما ينفد النواة من المواد القابلة للانصهار ، سوف ينهار مرة أخرى ، ولكن الغلاف الخارجي سيكون بعيدًا جدًا عن أن ينجذب وسيبتعد ببساطة. وفي الوقت نفسه ، فإن النواة الفائقة الحرارة ستخرج أشعة مؤينة من الإشعاع ، والتي ستحول السحابة المنتشرة ، والتي أصبحت الآن سديم كوكبي ، إلى عرض ألوان مثير للشغب.

الصور المعروفة عن سديم اللولب ، سديم رينج وغيرها من الأعجوبة بين النجوم تعطي طعمًا لما هو مخزن للشمس في حوالي 5 مليارات سنة ، تعطي أو تأخذ عينًا.