כאשר מסתכלים על הכוכב, אשר חימם והאיר את כדור הארץ שלנו במשך מיליארדי שנים, מעטים מאיתנו מבינים שיש לנו כור גרעיני טבעי עובד. השוואה מדהימה ומפחידה זו קשורה לטבע השמש, שמקורו והרכבו הוא כוכב טיפוסי של הגלקסיה שלנו. למרות העובדה כי התהליכים המתרחשים על השמש, לא יכול להיקרא חיים נותן, כוכב זה מביא לנו את החיים.
מה השמש?
מדוע השמש, כוכב הדומה למיליארדים אחרים בגלקסיית שביל החלב, מתעניינת באסטרופיסיקאים ובמדעי הגרעין? העובדה היא שזה הכוכב הקרוב ביותר אלינו, שבזכותו אנו יכולים להבין את מהות התהליכים המשתוללים ביקום מרגע לידתה. אחרי שנלמד את השמש, נבין מה הכוכבים, איך הם חיים ואיך זה מסתיים מבריק. כוכבים אחרים, בשל המרחק המשמעותי שלהם ממערכת השמש שלנו, אינם יכולים להראות לנו את מוזרויות הופעתם.
הכוכב שלנו הוא האובייקט המרכזי של מערכת השמש, שסביבו שמונה כוכבי לכת, אסטרואידים וכוכבי לכת ננסיים, שביטים וחפצים אחרים מסתובבים במסלולם. השמש שייכת לכוכבי G, בהתאם לסיווג הארוורד. בהתאם לסיווג של אנג'לו סקצ'י השמש, בדיוק כמו ארקטורוס וקאפלה, הוא ננס צהוב של הכיתה השנייה. בניגוד לכוכבים אחרים, הממוקמים בעשרות, מאות שנות אור מכוכב הלכת שלנו, הכוכב שלנו נמצא כמעט בסמוך. כדור הארץ מופרד מן השמש 150 מיליון ק"מ - מרחק זניח לעומת המרחקים העצומים השוררים ביקום.
הכוכב הקרוב ביותר לשמש, פרוקסימה קנטאורי, הכוכב הגמד האדום, נמצא במרחק 4 שנות אור. אנחנו רחוקים מערפיליות ומאשכולות כוכבים, שהם האזורים הסוערים ביותר בגלקסיה. הסדר כזה מספק תנועה שקטה של השמש במסלול שלה במשך 14 מיליארד שנים, מאז גלקסיה שביל החלב ואת היקום שלנו בכללותה נוצרו. מהירות הכוכב במסלול סביב המרכז הגלקטי היא 200 ק"מ לשנייה.
על פי תקני כדור הארץ, 150 מיליון ק"מ הוא מרחק רב. עם זאת, אפילו במרחק כזה, אנו מרגישים במלואם את החום הקורן מן השמש. אור הכוכב שלנו מגיע אלינו במשך 8 שניות וממשיך לחמם ולהאיר את הפלנטה שלנו. זה בערך בגודל של הכוכב שלנו. למרות שהכוכב שלנו שייך לכוכבים נורמליים עם מסת ממוצע, מסתו עולה על 700 פעמים את המסה של כל הגופים השמימיים של מערכת השמש. גודל הדיסק הסולארי היום מוגדר וסכומים ל 1 מיליון 392,000 20 ק"מ. זה 109 פעמים את הקוטר של כדור הארץ.
מקור השמש, חייו ומוותו
הכוכב שלנו נולד יחד עם כוכבים אחרים יותר מ 4-5 מיליארד שנה. ענן הגז, שנוצר כתוצאה מקרקליזם קוסמי בקנה מידה עצום, הפך לבית הולדתו של השמש. לפי גרסה אחת, ענני גז הופיעו כתוצאה מהמפץ הגדול, שזיעזע את החלל. במונחים של הרכב שלה, עננים גז ואבק כלל 99% של אטומי מימן. רק 1% הגיעו מאטומי הליום ומרכיבים אחרים. כל מערך האלמנטים תחת פעולת כוחות הכבידה קיבל את הדחף הדרוש והחל לדחוס בחוזקה לתוך חומר אחד.
ככל שהמיסה גדלה מהר יותר, כך נעשתה מהירות הסיבוב. האטומים היו משולבים כדי ליצור תרכובות גדולות, להרכיב מימן מולקולרי הליום. כתוצאה מתהליכים פיזיים וסיבוב מהיר, נוצרה במרכז כדור העין צורה כדורית. הופיע פרוטוסטאר - הצורה העתיקה ביותר, שקודמת להיווצרותו של הכוכב המלא. הכמות הראשונית של הגז הקוסמי עלתה על הגודל הנוכחי של מערכת השמש שלנו. בעתיד, תחת השפעת כוחות הכבידה, החומר הכוכבי החל להתכווץ בחוזקה, ולהגדיל את מסת הכוכב העתידי.
יחד עם ירידה בגודל של פרוטוסטאר, הלחץ בתוך החומר הכוכבי גדל. זה בתורו הוביל לעלייה מהירה הטמפרטורה בתוך היווצרות הגז. צפיפות גבוהה וטמפרטורה של 100 מיליון קלווין השיקה את תהליך ההיתוך התרמו-גרעיני של מימן.
תגובה תרמו-גרעינית יוצרת כמות עצומה של חום ואור, אשר מתפשטת מן האזורים הפנימיים של השמש אל פני השטח שלה. כל שנייה מעל פני השטח שלה יותר מ 4 מיליון טונות להתאדות לתוך שטח פתוח. בהתחשב בכך הכוכב שלנו כבר יותר ממיליארד שנים וממשיך לזרוח ללא שינויים גלויים ומובהקים, אנו יכולים להסיק כי עתודות המימן של השמש שלנו הם עצומים. כאשר עתודה זו מותשת, נותר רק לנחש, לעשות חישובים מתמטיים. אם לשפוט לפי חישובי המדענים, השמש עדיין תתחמם ותברך תריסר מיליארדי שנים, עד שמלאי הדלק התרמו-גרעיני ייגמר.
כאשר עוצמת התהליכים התרמו-גרעיניים מתה, מתחיל השלב האחרון בחיי הכוכב. צפיפות הכוכב תפחת, אך גודלו יגדל משמעותית. במקום גמד צהוב, השמש תהפוך לענק אדום. לאחר שהגיע לשלב זה, הכוכב שלנו יעזוב את רצף הראשי יהיה בשלווה לחכות מותו. האנושות לא יכולה לחכות עד הסוף של הדרמה הזאת, מאז השמש האדומה הענקית תהרוס עם האש שלה כמעט כל החיים על הפלנטה שלנו. פני השטח של הדיסק האדום ענק יכול להיות מחומם עד לטמפרטורה של 5800 ק. רדיוס השמש יהפוך גדול פי 250 מהערכים הנוכחיים.
בהדרגה, טמפרטורת פני השטח יקטן, וכוכב יגדל בגודל. בהירותו תלך ותגבר באופן ניכר, ב -2,700 פעמים בהירות הנוכחית. הראשון להיעלם הם מרקורי ו ונוס. כדור הארץ כדור הארץ בהכרח בעשרות מיליארדי שנים יחדל להתקיים. האטמוספרה של כוכב הלכת תיעלם תחת השפעת רוח השמש, המים יתאדו ואת פני השטח של הפלנטה יהפכו לגוש אבן חם.
בשלב זה, הכוכב שלנו יישאר במשך כמה עשרות מיליוני שנים. לאחר הטמפרטורה במרכז הליבה השמש מגיע 100 מיליון קלווין, תהליך של שריפת הליום ופחמן יתחיל. סבב חדש של תגובות שרשרת סוף סוף למצות את השמש. המסה המצומצמת ביותר של הכוכב לא תוכל להחזיק את הקונכייה החיצונית, אשר תהפכו תהליכים תרמו-גרעיניים פועמים בחלל. במקום ענק אדום, ערפילית פלנטרית יוצרת, שבמרכזה יישאר גרעין הכוכב לשעבר, גמד לבן. במילים אחרות, בעשרות מיליארדי שנים יהפוך הכוכב המסביר שלנו לאובייקט צפוף וחם קטן בגודל של כוכב הלכת שלנו. במצב זה, הכוכב יישאר די הרבה זמן, גוסס לאט ו smoldering.
מבנה ומבנה השמש
הקרבה של השמש מאפשרת לך לקבל מושג על המבנה והמבנה שלה, כדי לקבל מידע על האופן שבו זה עובד כור היתוך טבעי ומה התהליכים המתרחשים בו. זה יהיה מעניין לפרק את המבנה, אשר מורכב מרכיבים הבאים:
- 10 בסיס
- אזור אנרגיה קורן;
- אזור הסעה;
- tachocline
לאחר מכן, להתחיל את שכבות האווירה השמש:
- תמונות;
- כרומוספירה;
- בולטות.
הכוכב אינו מוצק, בשל העובדה כי אנו מתמודדים עם גז חם, דחוס בחוזקה לתוך אזור כדורית. בטמפרטורות כאלה, קיומו של חומר כלשהו בצורת מוצק הוא בלתי אפשרי מבחינה פיזית. האור הבהיר והחום הנפלטים מהשמש הם תוצאה של אותם תהליכים שאדם נתקל בהם בעת יצירת פצצת אטום. כלומר החומר תחת השפעת לחץ עצום וטמפרטורות גבוהות הופך לאנרגיה. הדלק העיקרי הוא מימן, אשר בשמש הוא 73.5-75%, ולכן המקור העיקרי של חום הוא תהליך של היתוך תרמו-גרעיני של מימן, מרוכז בעיקר הליבה, החלק המרכזי של הכוכב.
הליבה השמש הוא כ 0.2 רדיוס השמש. זה המקום שבו התהליכים העיקריים ללכת, בשל אשר השמש חי ומספק את החלל שמסביב עם אנרגיה קלה ו קינטית. תהליך העברת האנרגיה הקורנת ממרכז הכוכב לשכבות העליונות מתבצע באזור ההעברה הקורן. הנה, פוטונים שאפתן מן הגרעין אל פני השטח הם מעורבים עם חלקיקים של גז מיונן (פלזמה). כתוצאה מכך, האנרגיה מוחלפת. בחלק זה של כדור השמש יש אזור מיוחד - tachocline, אשר אחראי על הקמת השדה המגנטי של הכוכב שלנו.
ואז מתחיל אזור בקנה מידה גדול ביותר של השמש - אזור הסעה. שטח זה הוא כמעט 2/3 של קוטר השמש. רק רדיוס של אזור הסעה כמעט שווה לקוטר של הפלנטה שלנו - 140 אלף ק"מ. הסעה היא תהליך שבו גז צפוף ומחומם מופץ באופן שווה על פני נפח פנימי שלם של כוכב לעבר פני השטח, נותן את החום לשכבות הבאות. תהליך זה מתרחש ברציפות וניתן לראותו על ידי התבוננות על פני השמש עם טלסקופ רב עוצמה.
על הגבול של המבנה הפנימי והאווירה של הכוכב הוא פוטוספרה - רזה, רק 400 ק"מ עמוק, פגז. זה מה שאנו רואים בתצפיות שלנו על השמש. הצילום מורכב מגרגירים והוא הטרוגני במבנה שלו. נקודות כהות מוחלפות באזורים בהירים. הטרוגניות כזו קשורה לתקופות שונות של קירור פני השמש. באשר לחלק הבלתי נראה של הספקטרום של פני השטח של המאור שלנו, במקרה זה אנו עוסקים בכרומוספירה. זוהי שכבה צפופה של האווירה הסולארית, וניתן לראותה רק במהלך ליקוי חמה.
האובייקטים הסולריים המעניינים ביותר עבור תצפית הם גידולים, שנראים כמו סיבים ארוכים, ואת הקורונה השמש. תצורות אלה הן פליטות ענק של מימן. יש הבולטים לנוע לאורך פני השטח של השמש עם מהירות ענק - 300 קמ / s. הטמפרטורה של לולאות אלה עולה על סימן של 10,000 מעלות. הקורונה השמשית היא השכבות החיצוניות של האטמוספירה, שהן פי כמה יותר מקוטר הכוכב עצמו. הגבול המדויק של השמש הוא לא. הגבול הגלוי שלה הוא רק חלק מן החינוך הגדול הזה.
השלב הסופי של פעילות השמש הוא רוח השמש. תהליך זה מזוהה עם יצוא טבעי של החומר כוכבים דרך השכבות החיצוניות לתוך המרחב הסובב. רוח השמש מורכבת בעיקר מחלקיקים בסיסיים טעונים - פרוטונים ואלקטרונים. בהתאם מחזור פעילות השמש, מהירות הרוח השמש עשוי להשתנות מ 300 ק"מ לשנייה לסמן של 1500 ק"מ / s. חומר זה מופץ בכל רחבי מערכת השמש, המשפיעים על כל גופים שמימיים של החלל הקרוב שלנו.
כוכבים אחרים ברצף הראשי יש בערך באותו מבנה. גופים שמימיים אחרים שאנו רואים בשמי הלילה עשויים להיות בעלי מבנה שונה. ההבדלים יכולים להכיל רק את המסה של הכוכב, אשר במקרה זה הוא גורם מפתח לפעילות כוכב.
תכונות של הכוכב שלנו
כמו כל הכוכבים הרגילים, אשר הרוב ביקום, השמש היא המטרה העיקרית של המערכת הפלנטרית שלנו. המסה הענקית של הכוכב ומידותיו מספקות איזון של כוחות כבידה, המספקים תנועה מסודרת של גופים שמימיים סביבו. במבט ראשון, הכוכב שלנו אינו מיוחד. עם זאת, בשנים האחרונות נעשו מספר תגליות המאפשרות לבסס את ייחודה של השמש. לדוגמה, השמש מייצרת סדר גודל פחות קרינה בטווח אולטרה סגול מאשר כוכבים אחרים מאותו סוג. תכונה נוספת היא מצב הכוכב שלנו. השמש שייכת לכוכבים משתנים, אך בניגוד לאחיותיה בחלל, המשתנות בעוצמת האור ובבהירות האור, הכוכב שלנו ממשיך להאיר באור אפילו.
זה גם משחרר כמות עצומה של אנרגיה, עם רק 48% מסכום זה נראה. בלתי נראה לעין האדם קרינה אינפרא אדום חשבונות עבור 45% מהאנרגיה של השמש. מכל הכמויות העצומות של קרינת השמש, כוכב הלכת שלנו מקבל פירורים לחלוטין, כמחצית מיליארדי מניות, אבל זה מספיק כדי לשמור על איזון התנאים שנוצרו על כדור הארץ.
מסקנה
אומדן הנתונים על השמש שהושגו עד כה, זה לא יכול להיות אמר שאנחנו יודעים ביסודיות את הטבע של הכוכב שלנו. כל הרעיונות על המבנה והמבנה של השמש מבוססים על מודלים מתמטיים ופיזיים שנוצרו על ידי האדם. ניתוח התהליכים המתרחשים בתוך הכוכב שלנו ועל פני השטח מאפשר לנו למצוא הסבר על התהליכים והתופעות המתרחשים על הפלנטה שלנו. השמש היא לא רק גנרטור של אנרגיה שמחמם את הפלנטה שלנו, אלא גם המקור החזק ביותר של פליטת רדיו וגלים אלקטרומגנטיים שמשפיעים על הביוספרה של כדור הארץ. כל שינוי בפעילות השמש משקף באופן מיידי את מצב האקלים של כדור הארץ ואת רווחתנו.
