خورشید یک توپ بزرگ از گاز و پلاسما است، اما خورشید دقیقا از چه چیزی ساخته شده است؟ به گفته ناسا، بیشتر گاز - حدود 92٪ - هیدروژن است. در هسته خورشیدی به انرژی تبدیل می شود. انرژی از طریق لایههای داخلی به سمت بیرون حرکت میکند و به جو خورشید میرسد و به صورت گرما و نور در منظومه شمسی آزاد میشود.
سوخت هسته ای
در هسته خورشیدی، نیروهای گرانشی فشار و دماهای بسیار زیادی ایجاد می کنند. دمای خورشید در این لایه حدود 27 میلیون درجه فارنهایت (15 میلیون درجه سانتیگراد) است. اتم های هیدروژن فشرده شده و با هم ترکیب می شوند و هلیوم را تشکیل می دهند. به این فرآیند همجوشی هسته ای می گویند. وقتی گازها گرم می شوند، اتم ها به ذرات باردار تجزیه می شوند و گاز را به پلاسما تبدیل می کنند.
انرژی عمدتاً به شکل پرتوهای گاما، فوتون ها و نوترینوها به ناحیه تابش منتقل می شود. طبق گفته استن اودنوالد در وبسایت ناسا از دانشمند فضایی بپرس، فوتونها میتوانند بهطور تصادفی در این ناحیه از هر جایی بین چند هزار تا حدود یک میلیون سال قبل از سفر به سطح جهش کنند.
چرا ما نمی دانیم چقدر طول می کشد تا یک فوتون به خارج از مرکز خورشید حرکت کند؟ از یک طرف، دانشمندان نمی توانند هسته را ببینند تا فوتون را از بدو تولد ردیابی کنند. در عوض، آنها باید به مدلهایی تکیه کنند که مشکل معروف «راه رفتن در مستی» را دنبال میکنند.
طبق این سناریو، مسافتی که یک فرد مست طی چرخش تصادفی به چپ و راست طی میکند، اندازه گام معمولی آنها ضرب در جذر تعداد قدمهای برداشته شده است. برای یک فوتون به طور تصادفی در مرکز خورشیدی، این بستگی به چیزی دارد که برای میانگین مسیر آزاد (یا متوسط فاصله سفر) تابش استفاده می شود. این اعداد از 4000 سال تا میلیون ها سال متغیر است، اگرچه طبق این کتاب، اکثر دانشمندان خورشیدی تمایل دارند به 170000 سال اعتماد کنند. به کیهان خوش آمدید: تور اخترفیزیکی.
لوسی گرین، دانشمند فضایی، استاد دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس، گفت: «تصاویر به طور تصادفی در خورشید قرار دارند. به Space.com گفت. من می گویم 170000 سال برای فرار از یک فوتون.
اودنوالد گفت: "بیشتر منجمان چندان علاقه ای به این عدد ندارند و از تلاش برای تعیین دقیق آن امتناع می ورزند، زیرا هیچ یک از پدیده هایی را که ما اندازه گیری می کنیم، به جز ویژگی های منطقه اصلی در حال حاضر، تحت تاثیر قرار نمی دهد."
دانشمندان بر این باورند که میدان مغناطیسی خورشید توسط یک دینام مغناطیسی در ناحیه تابش ایجاد می شود.
منطقه همرفت (همچنین به عنوان منطقه همرفت شناخته می شود) خارجی ترین لایه داخلی خورشید است. به گفته ناسا، از عمق حدود 125000 مایل (200000 کیلومتر) تا سطح مرئی یا جو خورشیدی امتداد دارد. دما در ناحیه همرفتی به زیر 3.5 میلیون درجه فارنهایت (2 میلیون درجه سانتیگراد) می رسد، جایی که پلاسمای داغ به سطح حباب می زند.
حرکات همرفتی گرما را به سرعت به سطح که لایه پایینی جو خورشید یا فوتوسفر است منتقل می کند. این لایه ای است که در آن انرژی به صورت نور خورشید آزاد می شود. نور از لایه های بیرونی جو خورشید - کروموسفر و تاج - عبور می کند.
ما معمولاً نمیتوانیم این لایهها را ببینیم، اما در طی یک خورشید گرفتگی کامل، کروموسفر مانند یک لبه قرمز در اطراف خورشید به نظر میرسد و تاج یک تاج سفید با جریانهای پلاسما به سمت بیرون امتداد مییابد. به گفته رصدخانه ملی خورشیدی، کروموسفر رنگ قرمز خود را از فراوانی هیدروژن می گیرد.
عناصر فراوان
ستاره شناسانی که ترکیب خورشید را مطالعه کرده اند، 67 عنصر شیمیایی موجود در خورشید را فهرست کرده اند. ممکن است تعداد بیشتری وجود داشته باشد، اما در مقادیر بسیار کوچک برای تشخیص ابزارها. بر اساس گزارش مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا، جدولی از 10 عنصر رایج در خورشید را در اینجا مشاهده می کنید:
عنصر | فراوانی (شماره از تعداد کل اتم ها) | فراوانی (درصد از جرم کل) |
هیدروژن | 91.2 | 71.0 |
هلیوم | 8.7 | 27.1 |
اکسیژن | 0.078 | 0.97 |
کربن | 0.043 | 0.40 |
نیتروژن | 0.0088 | 0.096 |
سیلیکون | 0.0045 | 0.099 |
منیزیم | 0.0038 | 0.076 |
نئون | 0.0035 | 0.058 |
اهن | 0.030 | 0.014 |
گوگرد | 0.015 | 0.040 |
منابع اضافی
برای اطلاعات بیشتر در مورد خورشید، صفحه تحقیقات منظومه شمسی ناسا را بخوانید. همچنین می توانید پاسخ سوالات بیشتر در مورد خورشید را در وب سایت موزه تاریخ طبیعی انگلستان بیابید.
کتابشناسی - فهرست کتب
"در مقیاس زمانی برای انتشار فوتون ها برای خورشید." مجله اخترفیزیک، قسمت 1 (1992). https://adsabs.harvard.edu/full/1992ApJ...401..759M
"در جدول زمانی انتقال انرژی در خورشید." فیزیک خورشیدی (2003). https://www.researchgate.net/publication/226250698_On_the_time_scale_of_energy_transport_in_the_Sun
"راه رفتن تصادفی تابش خورشید." واکر، LM (2006). https://www.researchgate.net/publication/238080819_The_random_walk_of_radiation_from_the_sun
"به کیهان خوش آمدید: تور اخترفیزیکی." Tyson، ND، Strauss، MA و Gott Jr. (2016). انتشارات دانشگاه پرینستون https://books.google.com/books