دانستنی هایی مهم درباره خورشید

بررسی درباره خورشید

آشنایی با خورشید

خورشید (نام های ادبی یا قدیمی: خور،  هور،  مهر،  روز) یکی از ستارگان کهکشان راه شیری و تنها ستارهٔ سامانهٔ خورشیدی است که در مرکز آن جای دارد. خورشید یک کُرهٔ کامل است که از پلاسمای داغ ساخته شده است و در میانهٔ آن میدان مغناطیسی برقرار است.

می‌توان گفت خورشید یک کُرهٔ کامل است

خورشید ستاره ای از رشته اصلی با رده طیفی G2 .جسم مرکزی منظومه شمسی که تمام سیارات دنباله دارها و سیارکها در مدارهایی دور آن می چرخند. مواد تشکیل دهنده خورشید حالت گازی دارند، بدین ترتیب خورشید محدوده دقیق و معینی نداشته و مواد اطراف آن بتدریج در فضا منتشر می شوند. 

 خورشید در مرکز منظومه شمسی (سامانهٔ خورشیدی) قرار دارد و ترکیب شیمیایی اش را از محیط میان ستاره ای تشکیل دهنده ی آن بدست آورده است. خورشید ۹۹.۸۶٪ جرم منظومه شمسی را تشکیل می دهد. سه- چهارم (۷۲٪ جرم خورشید) جرم خورشید هیدروژن است و سایر آنرا ( ۲۶٪) هلیوم تشکیل می دهد. درصد بسیار اندکی از جرم خورشید به عناصر سنگین تر از جمله اکسیژن، کربن، نئون، نیتروژن، منیزیم، آهن و سیلیکون تعلق می گیرد.هر ثانیه میلیون ها تن از هیدروژن هایش تبدیل به هلیم می شوند. همین واکنش باعث می شود تا انرژی قابل توجهی تولید شده و به سیارات و اجرام دیگر انتقال یابد. 

تولد خورشید

اطلاعات درباره خورشید

خورشید در حدود پنچ سال پیش، از دل یک« ابر مولکولی» عظیم که از دو عنصر هیدروژن و هلیم تشکیل شده بود، پدید آمد. روزی در این ابر مولکولی که احتمالا ستارگان بسياري از آن متولد شده اند، یک موج ناگهانی که ممکن است حاصل یک انفجار ستاره ای بوده باشد وارد شد و ذرات گاز معلق را فشرده ساخت، با افزایش فشار، این ذرات شروع به گرم شدن و چرخش کرده و بیشتر این ذرات در یک ناحیه متمرکز شد. بعد از ایجاد گرانش و فشار بالا در این ناحیه از ابر مقدار گرما بسیار زیاد شد و با جذب گازهای بیشتر از ابر شرایط واکنش همجوشی هسته ای به وجود آمد و خورشید متولد گشت.

ابعاد خورشید

خورشید و زمین در منظومه شمسی

خورشید قطری نزدیک به ۱٬۳۹۲٬۰۰۰ کیلومتر دارد سرچشمهٔ اصلی نور،  انرژی،  گرما و زندگی بر روی زمین است. خورشید نخستین جسم در سامانهٔ خورشیدی بر پایهٔ جرم و حجم می باشد. قطر خورشید نزدیک به ۱۰۹ برابر قطر زمین و جرم آن ۳۳۰ هزار برابر جرم زمین برابر با ۲‎×۱۰۳۰ کیلوگرم است. این اندازه ۹۹٫۸۶٪ کل جرم سامانهٔ خورشیدی است.

هنگامی که خورشید منبسط می شود تا تبدیل به یک غول سرخ شود، قطرش حدود ۱۵۰برابر بزرگتر خواهد شد. 

دمای خورشید

عکس خورشید

دمای سطح خورشید که اصطلاحا نور سپهر خوانده می شود طبق اعلام پژوهشگران بین ۳۷۰۰ تا ۶۲۰۰ درجه سانتیگراد است اما هرچه از این سطح دورتر شوید، حرارت بیشتر می گردد.این در حالیست که دما در خارجی ترین لایه اتمسفری این ستاره سوزان که تاج خورشید خوانده می شود و حدودا ۲۱۰۰ کیلومتر از سطح آن فاصله دارد به رقم نجومی ۵۰۰ هزار درجه سلسیوس می رسد. 

دمای سطح خورشید پنج هزار و ۵۰۰ درجه سانتی گراد است، ولی دمای تاج بین یک تا سه میلیون درجه سانتی گراد متغیر است؛ هر فضاپیمایی که به این منطقه برسد، تحت تأثیر دمای عظیم این ناحیه ذوب می شود.

میدان مغناطیسی خورشید

صفحهٔ جریان نورکره در بیرون خورشید هم گسترش یافته و بر سامانهٔ خورشیدی اثر می گذارد. این پدیده، نتیجهٔ تأثیر میدان مغناطیسی درحال گردش خورشید بر روی پلاسما در محیط میان سیاره ای است.

خورشید ستاره ای فعال از دیدگاه مغناطیسی است. یک میدان مغناطیسی توانا دارد که سال به سال اندکی سویش تغییر می کند تا این که هر یازده سال وارون می شود. میدان مغناطیسی خورشید دارای اثرهای بسياري است که به مجموعهٔ آن ها فعالیت خورشیدی گفته می شود. از جملهٔ آنها ،  لکه های خورشیدی بر سطح آن،  شرارهٔ خورشیدی و دگرگونی ها در بادهای خورشیدی است که باعث جابجایی ماده درون سامانهٔ خورشید است. فعالیت های خورشید بر زمین هم اثر می گذارد. 

ساختار خورشید

هسته

در داخل هسته به علت جاذبه گرانشی فشار و دمای فوق العاده ای حاکم است. این انرژی ازطریق فرآیند همجوشی هسته ای یعنی تبدیل هیدروژن به هلیوم تولید می شود. درنتیجه دمای این لایه به ۱۵ میلیون کلوین میرسد و فشار درون هسته یک میلیارد اتمسفر است. نیمی از جرم خورشید را هسته آن تشکیل می دهد، با این حال، هسته تنها ۲۵٪ فاصله تا سطح خورشید است. 

منطقه تابش

منطقه تابش لایه کروی بزرگی است که اطراف هسته را فرا می گیرد. کران بیرونی این لایه هفتاد درصد از شعاع خورشید را تا سطح آن می پیماید. ناحیه تابشی ۳۲ درصد از حجم و ۴۸ درصد از جرم خورشید را شامل می شود.

ناحیه همرفتی

ناحیه همرفتی بالاترین لایه داخلی خورشید است که از ناحیه تابشی تا سطح خورشید ادامه می یابد. این ناحیه، از سلول های جوشان همرفتی تشکیل شده است که حدود ۶۶ درصد از حجم خورشید و تنها اندکی بیشتر از ۲ درصد جرم آنرا شامل می شود. در بالای این ناحیه چگالی نزدیک به صفر است و درجه حرارت تا ۵٫۸۰۰ درجه کلوین می رسد. جوشش سلول های همرفتی به خاطر گسیل شدن فوتون ها از ناحیه تابشی و گرم شدن مواد است. ستاره شناسان دو نوع اصلی از سلول های همرفتی را رصد نموده اند :جودانه ها و ابرجودانه ها. 

سطح خورشید جایی است که لکه‌های خورشیدی با میدان مغناطیسی قوی شکل می‌گیرند.

فوتوسفر/شیدسپهر

پائین ترین لایه اتمسفر خورشید فوتوسفر نام دارد. این منطقه نوری را که ما می بینیم متساطع می نماید. ضخامت فوتوسفر ۵۰۰ کیلومتر است. ولی بخش اعظم نوری که ما مشاهده می کنیم از پائین ترین قسمتهای این منطقه که ضخامت آن تنها حدود ۱۵۰ کیلومتر است ناشی می شود. ستاره شناسان گاهی این قسمت را، سطح خورشید می دانند. در پائین فوتوسفر دما ۶۴۰۰K و در بالای آن ۴۴۰۰K می باشد.

فوتوسفر از شمار زیادی دانه تشکیل شده که در بالای سلولهای دانه ای قرار دارند. یک دانه معمولی حدو ۱۵ تا ۲۰ دقیقه عمر می کند. 

کروموسفر/فام سپهر

جو درونی خورشید لایه ای به نام فام سپهر یا کروموسفر است که درست بالای نورسپهر قرار گرفته است. به کمک وسایلی مثل خور طیف نگاشت( spectroheliograms) یا طیف سنج می توان ناظر عوارضی مانند زبانه (prominences) سیخک ( spicules) کمانک( fibrils)  پلاژ( plages) ومشعل(  flocculi) در فام سپهر بود.

لایه گذار 

قسمت بعدی لایه ای باریک به اندازه ۱۰۰ کیلومتر است که لایه ی گذار نامیده می شود. دمای این لایه بطور ناگهانی تا ۵۰۰، ۰۰۰ کلوین افزایش می یابد.

تاج 

تاج خورشید قسمتی از اتمسفر آن است و دمایی متجاوز از ۵۰۰.۰۰۰K دارد. تاج خورشید متشکل از گازهای یونیزه شده به صورت رود و یا حلقه ای می باشد. ترکیبات و ساختمان تاج خورشید به صورت عمودی به سطح آن متصل است و میادین مغناطیسی که از اعماق خورشید ساطع می گردند منجر به شکل شکل گیری این منطقه می شوند. دمای هر یک از جریانات تاج خورشید به خطوط میدان مغناطیسی شکل دهنده همان جریان بستگی دارد.

دمای نزدیک ترین بخش از تاج خورشید به سطح آن حدودا بین ۱ تا ۶ میلیون K و چگالی آن معادل ۱۰۰ میلیون تا ۱ بیلیون ذره در هر سانتیمتر مکعب می باشد. دمای این منطقه هنگام وقوع یک فوران به ده ها میلیون کلوین می رسد.

فعالیت های خورشیدی

فعالیت خورشیدی، لکه های خورشیدی بر سطح آن،  شرارهٔ خورشیدی و دگرگونی ها در بادهای خورشیدی است که باعث جابجایی ماده درون سامانهٔ خورشید است.

زباله خورشیدی

زبانه های خورشیدی میتوانند دو الی سه ماه دوام داشته باشند و به اندازه ۵۰ هزار کیلومتر از سطح خورشید بالا بروند. به محض رسیدن به این ارتفاع، زبانه ها در حد چند دقیقه تا چند ساعت میتوانند گدازه های خود را با سرعت هزار کیلومتر بر ثانیه به سمت بیرونی پرتاب کنند. چنین اتفاقی را فوران تاجی گویند.

خورشید نخستین جسم در سامانهٔ خورشیدی بر پایهٔ جرم و حجم می‌باشد.

شراره خورشیدی

شرارهٔ خورشیدی از انفجار بزرگ در اتمسفر خورشید به وجود می آید و سبب آزاد شدن انرژی در حد شش ضربدر ۱۰ بتوان ۲۵ ژول می شود.( که در حدود یک ششم انرژی خروجی از سطح خورشید در هر دقیقه است.) این پدیده در سایر ستارگان هم دیده می شود که به آنها نیز شرارهٔ ستاره ای گفته می شود. شرارهٔ خورشیدی کلیهٔ لایه های سطح خورشید شامل شیدسپهر،  تاج خورشیدی و فام سپهر) را مورد تأثیر قرار می دهد و سبب گرم شدن پلاسما تا چندین میلیون درجهٔ کلوین می شود.

لکه خورشیدی

لکه خورشیدی ناحیه ای بر روی سطح خورشید( فوتوسفر) است که به وسیله فعالیت های شدید مغناطیسی که مانع از انتقال گرما می شوند به وجود می آید. این لکه ها به علت کاهش درجه حرارت سطح خورشید پر آن ناحیه ها بوجود می آیند. آنها میتوانند بدون کمک تلسکوپ از روی زمین نیز دیده شوند.

بادهای خورشیدی

بادهای خورشیدی ( به انگلیسی: Solar wind) جریانی از ذرات یونی( پلاسما) انرژی داری هستند که از طرف خورشید به فضا در تمام جهات ساطع می شوند.

ارتعاشات خورشیدی

ارتعاشات خورشید مثل زنگیست که دائم در حال نواخته شدن است. خورشید در آن واحد بیشتر از ۱۰ میلیون درجه صوت مختلف ایجاد می کند. ارتعاشات گازهای خورشیدی از نظر مکانیکی شبیه به ارتعاشات هوا، که آنها را با نام امواج صوتی می شناسیم، می باشند. از این جهت ستاره شناسان امواج خورشیدی را به رغم این که نمی شنویم، مانند امواج صوتی می دانند. سریعترین ارتعاش خورشیدی حدود ۲ دقیقه به طول می انجامد. مدت زمان یک ارتعاش مقدار زمان لازم برای کامل شدن یک حلقه یا سیکل از ارتعاش است. آرام ترین ارتعاشی که گوش انسان قادر به تشخیص آن میباشد مدت زمانی معادل ۲۰/۱ ثانیه دارد.

بیشتر امواج صوتی خورشید از “سلولهای حرارتی” موجود در توده های متراکم گاز در اعماق خورشید سرچشمه می گیرند. 

چرخش خورشید

خورشید تقریباً در هر ماه یک دور کامل به دور خود می چرخد. ولی از آنجائیکه خورشید یک جرم گازیست نه یک جرم جامد، قسمتهای مختلف آن با سرعت متفاوت حرکت می کند. گازهای نزدیک به خط استوای خورشید در هر ۲۵ روز یک دور کامل حرکت می کنند، در حالی که گردش کامل گازهای موجود در عرضهای جغرافی بالاتر ۲۸ روز به طول می انجامد. محور گردش خورشید با چند درجه شیب نسبت به محور گردش زمین قرار گرفته است بدین ترتیب قطب جغرافی شمال یا قطب جغرافی جنوب آن معمولاً از زمین قابل مشاهده است. 

فاصله خورشید تا زمین

زمین که به دور خورشید می‌چرخد

 خورشید نزدیک ترین و در دسترس ترین ستاره به زمین است و درعمل هر نوع انرژی که حیات زمین به آن وابسته است از خورشید نشأت می گیرد. فاصله خورشید تا زمین در حدود ۱۵۰, ۰۰۰, ۰۰۰ کیلومتر( ۱۴۹.۶ میلیون کیلومتر) است. به این فاصله، یک واحد نجومی( AU)  می گوییم.حدود ۸ دقیقه و ۲۰ ثانیه طول می کشد تا نوری که از خورشید جدا شده ، به ما بر روی کره زمین برسد.

خورشید گرفتگی

عکس از خورشید گرفتگی

خورشیدگرفتگی یا کُسوف ( به انگلیسی: Solar eclipse) هنگامی رخ می دهد که سایه ماه بر بخشی از زمین بیفتد و در نتیجه در قسمت هایی از کره زمین، قرص ماه قسمتی از قرص خورشید یا تمامی آنرا از دید ناظر زمینی بپوشاند.

اندازه ظاهری خورشید و ماه از زمین باهم برابر است. علت این امر آن است که فاصله این دو جسم از کره ما متفاوت است. در نتیجه در زمانهایی که ماه مسقیما از جلوی خورشید عبور می کند قرص خورشید در پس آن پنهان می شود. شرط لازم و کافی برای وقوع پیوستن کسوف آن است که زمین، خورشید و ماه در یک خط یا تقریباً یک خط راست قرار بگیرند، بطوری که سایه ماه بر بخشی از زمین بیافتد کل این سایه از دو قسمت نیم سایه که در قسمت بیرونی است نیمه درونی که تاریک و سیاه است تشکیل شده است. 

ماه گرفتگی 

ماه گرفتگی یا خُسوف ( نام قدیمی تر مَه گرفت) هنگامی روی می دهد که کره ماه در حالت بدر و وضعیت مقابله قرار داشته و سایه زمین بر روی آن بیافتد یا به عبارتی ماه وارد مخروط سایه زمین شود.( زمین بین ماه و خورشید قرار گیرد) زمین در حرکت مداری خود به دور خورشید سایه اش را، که در فضا در سمتی مخالف خورشید ممتد است، به دنبال می کشد.

نابودی و مرگ خورشید

پایان عمر خورشید

پژوهشگران به این نتیجه رسیده اند که خورشید در حدود ۱۰ میلیارد سال دیگر به پایان زندگی خود خواهد رسید. در این میان رویداد های دیگری نیز رخ می دهد، طی پنج میلیارد سال دیگر خورشید به یک غول سرخ تبدیل خواهد شد، هسته آن کوچک می شود و لایه بیرونی آن منبسط خواهد شد تا حدی که به مدار مریخ خواهد رسید و در این مسیر احتمالا سیاره زمین را هم خواهد بلعید، البته درصورتی که تا قبل از آن انسانها زمین را نابود نکرده باشند!

گردآوری:بخش علمی سرپوش