خورشید

خورشید​

خورشید ستاره ای است که در مرکز منظومه شمسی قرار دارد کره ای بزرگ از گاز های سوزان و واکنش های هسته ای است که زمین را ازنور و گرما بهرمند می سازد .

درخشش مطلق خورشید ( درخشندگی درونی آن ) برابر با 83/4 + است نوع آن می باشد ( نوع مربوط به ستارگانی است که طیف آنها خطوط فلزی قوی را جذی می کند ) یونانی ها خورشید را هلیوس و رومی ها آن راسول می نامیدند .



فاصله خورشید از زمین چه قدر است ؟

خورشید ستاره ای زرد رنگ با اندازه متوسط است که فاصله آن از زمین به مقدار 93،026،724 مایل ( 000/680 /149 کیلو متر یا یک واحد نجومی ) است نزدیکترین فاصله زمین تا خورشید ( نزدین ) در حدود 2 ژانویه هر سال است در این هنگام فاصله ای برابر با 4/91 میلیون مایل ( 1/147 میلیون کیلومتر ) بین آنها وجود دارد دورترین فاصله زمین تا خورشید ( اوج ) در حدود 2 جولای هر سال است در این هنگام فاصله ای برابر با 8/94 میلیون مایل ( 6/ 152 میلیون کیلومتر ) بین آنها وجود دارد .

دمای خورشید



دمای مرکز خورشید بین 10 0 تا 0 5/22 میلیون فارنهایت دمای سطح آن حدود 900/9 فارنهایت ( 500/5 سانتیگراد و دمای جو خارجی خورشید ( که در حین کسوف قابل مشاهده است ) بین 5/1 تا 2 میلیون فارنهایت است در مرکز لکه های بزرگ خورشیدی مقدار گرما به 7300 فارنهایت ( 4000 سانتی گراد ) می رسد دمای خورشید به واسطه انرژی گسیل شده از آن (نور و گرما ) تعیین می شود .

ترکیب خورشید

خورشید درحدود 10×2 کیلو گرم گاز تشکیل شده است 75% از این گاز ها هیدروژن و 25% از آن هلیوم است حدود 1/0 % نیز فلزات ناشی از همچوشی هسته ای هیدروژن هستند این نسبت با گذر زمان که اتمهای کوچک تر با ادامه واکنش های هسته ای تبدیل به اتمهای بزرگتر می شوند تغییر می کند از آنجا که حدود 5/4 میلیارد سال از عمر خورشید می گذرد ، این ستاره حدود نیمی از منابع هیدروژن خود را سوزانده است خورشید متعلق به نسل دوم یا سوم ستاره ها است ستاره های نسل دوم تنها هیدروژن نمی سوزانند بلکه عناصر سنگین تر از هلیوم و فلزات را نیز به عنوان سوخت در اختیار دارند این نوع ستاره ها به واسطه انفجار بزرگ ( آوارهای ناشی از انفجار گروه دوم ستارگان ) به وجود آمدند نام عنصر هلیوم از خورشید ( در یونان هلیوس ) گرفته شد علت این انتخاب این بود که این عنصر اولین بار روی خورشید شناسایی شد گاز هلیوم برروی خورشید فراوان اما برروی زمین اندک است عنصر هلیوم توسط جولیوس جانسون در هنگام کسوف مطلق سال 1868 کشف شد او در آن زمان توانست خط جدیدی را در طیف جذاب خورشید شناسایی کند نورمن لوکیر نام هلیوم را پیشنهاد داد ترکیب خورشید با بهره گیری از طیف نمایی که در آن نور مرئی خورشید ( طیف خورشید ) مورد مطالعه قرار می گیر ، بررسی می شود .

تولید انرژی هسته ای

همچوشی هسته ای در مرکز خورشید باعث تولید مقادیر عظیم انرژی از طریق فرآیند تبدیل هسته های هیدروژن به هلیوم می شود ( همچوشی هسته ای ) هر چند انرژی هسته ای خروجی خورشید کاملاً منسجم نیست ، در هر ثانیه خورشید حدود 000/000/00 6 میلیون تن هسته هیدروژن را به هلیوم تبدیل می کند این واکنش های همچوشی بخشی از جرم اتمها را ( حدود 4 میلیون تن ) به انرژِ تبدیل کرده و مقدارعظیمی از آن را به صورت گرما و نور در منظومه شمسی آزاد می کند در حین این واکنشهای همچوشی ، خورشید در هر ثانیه 4 میلیون تن از جرم اتم ها را از دست می دهد سوخت خورشید حدوداً 5 میلیارد سال دیگر به پایان می رسد هنگامی که این اتفاق رخ دهد خورشید منفجر شده و به صورت یک سحاب ابر سیاره ای در می آید سحاب سیاره ای پوسته بزرگی از گاز است که سیاره های منظومه شمسی را نابود خواهد کرد .

عمر خورشید

خورشید 5/4 میلیارد سال پیش ، هنگامی که منظومه شمسی با ابری از جنس گاز و گرد و غبار آمیخته شد به وجود آمد.
مرکز : مرکز خورشید دارای دما و فشار بی نهایت زیادی است

دمای خورشید حدود 15 میلیون درجه سانتی گراد است . در این دما همجوشی هسته ای روی داده که در آن یک هسته هیدروژن به یک هسته هلیوم به اضافۀ مقدار زیادی انرژی تبدیل می شود سوختن هیدروژن باعث آزاد شدن پرتوهای گاما ( فوتون های پر انرژی ) و نوترینوها

( ذرات بدون باروجرم ) می شود.

منطقـۀ رادیواکتیو:لایه در بر گیرندۀ مرکز خورشید، منطقه رادیو اکتیو است که گسیل دهنده تشعشعات می باشد . این تشعشعات به طرف بیرون منتشر می شوند . دمای این بخش خورشید بین 000/000/1سانتی گراد تا 000/000/15 سانتی گراد نوسان دارد . به علت اینکه فوتون ها تدریجا به سمت بیرون منتشر می شوند ، عبور آنها از منطقه رادیواکتیو ممکن است میلیون ها سال طول بکشد .

منطقه انتقالی : در این لایه ، فوتونها به حرکت خود به سمت خارج از طریق انتقال گرما ادامه می دهند ( به طرف دما و فشار کمتر ) دمای این بخش بین 000/6 تا 000/000/1 سانتی گراد نوسان دارد .

نوره کره : این بخش ، جو پایین خورشید بوده و قسمتی است که ما آن را می بینیم ( از آنجا که نور را با طول موج های مرئی گسیل می کند ) ضخامت این لایه حدود 300 مایل ( 500 کیلو متر ) و دمای آن حدود00 5/ 5 سانتی گراد می باشد .

رنگ سپهر : این لایه قرمز رنگ منطقه ای است که دمای آن در حال افزایش است

دما در ارتفاعات پایین آن 000/6 سانتی گراد و در ارتفاعات بالا 000/5 سانتی گراد است

ضخامت این لایه به چند هزار مایل ( چند هزار کیلو متر ) می رسد . علت قرمز به نظر آمدن این بخش این است که اتمهای هیدروژن در حالت بر انگیخته قرار دارند و تشعشعات را در نزدیکی بخش سرخ طیف مرئی گسیل می دارند رنگ کره در زمان کسوف ( هنگامی که ماه مسیر نور کره را مسدود می کند ) قابل مشاهده است

هاله خورشید :

این بخش لایه خارجی جو خورشید است . هاله خورشید به مقدار یک میلیون مایل امتداد می یاب و دمای آن به یک میلیون درجه سانتی گراد می رسد . در جاهایی که میدان مغناطیسی خورشید به صورت حلقه ای وارد فضا می شود ، گودال هایی در هاله خورشید پدید می آید . این گودال های هاله ای ممکن است منشأ باد خورشیدی باشند ، جریانی از ذرات فعال که در منظومه شمسی نفوذ می کنند .

لکه های خورشیدی:

لکه های خورشیدی بخشهای نسبتاً تیره و خنکی بر روی سطح خورشید هستند . آنها در اندازه ها و اشکال مختلف و به صورت گروهی هستند.این لکه ها بسیاربزرگتر از زمین هستند و قطر آنها 10 برابر قطر زمین استلکه های خورشیدی تک ، بین یک تا دو هفته عمر می کنند اما تعداد لکه های خورشیدی از یک چرخه 11 ساله پیروی می کند چرخه فعلی لکه های خورشیدی در میانه سال 2000 میلادی افزایش خواهد یافت . این لکه هااز زمین دیده می شوند .

چرخه لکه خورشیدی توسط هاینریششوآبه در سال 1843 کشف شد ( او مشاهدات خود را در سال 1826 آغاز کرد )

هشدار : خیره شدن به خورشید می تواند باعث آسیب دای به چشمان شما شود

سایه :

سایه بخش داخلی ، تاریک و خنک ( 6600 فارنهاید = 3400 سانتی گراد ) لکه خورشیدی است . پهنای سایه یک لکه خورشیدی می تواند به 00/12 مایل ( 000/20 کیلو متر ) برسد . میدان مغناطیسی خورشید در منطقه سایه بسیار قوی است .



نیمسایه :

نیمسایه بخش خارجی و نسبتاً روشن لکه خورشید است این بخش به شکل حلقه ای است که سایه را در بر گرفته است

روزنه ها : روزنه لکه خورشیدی است که نیمسایه ندارد . عرص روزنه ها حدود 500/1 مایل ( 500/2 کیلو متر ) و روشن تر از سایه لکه های خورشیدی هستند

دانه : دانه به دانه های خورشیدی همراه با خطوط بین دانه ای گفته می شود ( مناطق تاریک و خنک بین دانه ها جایی که مواد خورشیدی در سطح نفوذ می کنند ) بخش دانه ، سطح مری خورشید (نور کره ) را می پوشاند

دانه ها :

دانه ها منطقه ای از خورشید هستند که مواد خورشیدی داغ بر سطح خورشید می آیند . عرض دانه ها حدود 600 مایل ( 1000 کیلومتر ) بوده و پس 5 تا 10 دقیقه از بین می روند . این فرآیند مانند جوشیدن سطح خورشید به صورت یک قوری آب است .
علت وجود لکه های خورشیدی چیست ؟

لکه های خورشیدی جایی که میدان مغناطیسی خورشید به صورت حلقه ای از سطح آن خارج شده و باعث خنک و تیره شدن آن قسمت از سطح می شود ، به وجود می آیند . وجود این اختلالات در میدان مغناطیسی خورشید باعث سرد شدن لکه خورشیدی به اندازه2700 فارنهاید ( 1500 سانتی گراد ) از محیط مجاور خودد می شود . شعله خورشیدی ، بر جستگی ها ، باد خورشیدی و دفعیات جرم هاله ای خورشید
ساختمان خورشید وپدیده های خورشبدی

خورشید نزدیکترین ستاره به زمین است . پس از خورشید نزدیکترین ستاره به ما پروکسیمای قنطورس است که فاصله آن تا خورشید 270000 بار بیشتر از فاصله زمین تا خورشید است.
4/3 گاز درون خورشید را سبکترین گازها یعنی هیدروژن تشکیل میدهد. در اعماق داغ خورشید, اتمهای هیدروژن با یکدیگر تجمع می کنند. در این تجمع و تماس, گروهی از اتمها با چنان شدتی به گروه دیگر برخورد می کنند که در هم ذوب و ترکیب می شوند و جسم کاملا متفاوتی به نام هلیوم می سازند. بی هیچ وقفه ای در هر ثانیه 700 میلیون تن هیدروژن به هلیوم تبدیل می شود. بخش کوچکی از جرم ماده خوشید در فرآیند تبدیل به هلیوم از بین می رود و مجددا بصورت انرژی خالص ظاهر می شود. در هر ثانیه چهار میلیون تن از جرم خورشید کم می شود و جرم از بین رفته در پنجاه میلیون سال چیزی معادل جرم زمین است.
همچنان که هیدروژن به هلیوم تبدیل می شود, جرقه های انرژی ساطع می گردد. چگالی عظیم ماده, این جرقه ها را درون خورشید نگه می دارد و آنها تا پیش از رسیدن به سطح خورشید, حدود یک میلیون سال در قسمت داخلی در حرکتند. آنگاه انرژی به درون فضای تاریک جریان می یابد و قسمتی از این انرژی طی یک میلیون سال دیگر به نیمه راه نزدیکترین کهکشان آن سوی راه شیری می رسد. اگر مراحل گرمایی خورشیدی درست هم اکنون متوقف می شد, چندین هزار سال طول می کشید تا خورشید آن قدر سرد شود که برای ما قابل درک باشد .



ساختمان خورشید:

نورکره:

بخشی از خورشید را که می توان تحت شرایطی با چشم نورکره می گوییم که دارای ضخامتی حدود 400 کیلومتر است, روی همین بخش لک های خورشیدی ظاهر می شود. این لک ها را اولین بار گالیله مشاهده کرد. این لک ها ساختاری پیچیده دارند ولی به طور کلی, مرکزی به نام سایه دارند که بابخش روشنتری به نام نیم سایه احاطه شده است. لک های خورشیدی, بشقابی شکل به نظر می رسند و در واقع مناطقی هستند در سطح خورشید که حدود 2000درجه کلوین خنکتر از مناطق مجاور خود اند. میدان های مغناطیسی همیشه همراه این لکه ها هستند .لکه ها تعدادشان متغیر است و سیکلی شناخته شده دارند. در سال های فقط حدود 50 گروه لکه روی خورشید مشاهده می شود, در حالی که در سال های پر فعالیت این تعداد به 500 یا بیشتر می رسد. این سیکل به طور متوسط 11 سال طول می کشد ولی از نظر مغناطیسی سیکل خورشید 22 ساله است. در سال 1947 مجموعه عظیمی از این لکه ها روی خورشید ظاهر شد که سطحی بیش از 5 میلیارد کیلومتر مربع را پوشانید. فعالیت خورشید بر اساس سیکل 11 ساله در سال های 1947,1958,1969,1980و 1990 به بالاترین حد رسیده است.
با نگاه کردن به لکه ها می توانیم بفهمیم که خورشید می چرخد. آن طور که از زمین دیده می شود, در نزدیکی استوا تقریبا 26 روز طول می کشد تا لکه ها یک دور کامل بزنند, حال آنکه این مدت در حوالی قطبها به 40 روز می رسد. این اختلاف در چرخش ثابت می کند که خورشید نمی تواند مانند زمین یک جسم جامد باشد و در صورتی که خورشید جامد بود, همه ی لکه ها همزمان به دور خورشید کشیده می شدند. اگر بتونید خط سیر لکه ها را دنبال کنید دیدن این که دو یا سه هفته پس از محو شدن همه ی لکه ها در پشت خورشید, هنوز یکی از آنها در همان جا قرار دارد تماشایی و هیجان انگیز خواهد بود و شما می تونید حتی تغییرهای احتمالی لکه رو هم بررسی کنیدرنگین کره :

در بالای سطح نورکره تغییراتی فیزیکی در گازها وجود دارد. منطقه ای که بلافاصله پس از نورکره و روی آن قرار دارد رنگین کره را تشکیل می دهد. مطالعه ی رنگین کره بیشتر در زمان گرفتگی کامل خورشید انجام می پذیرد. روی این منطقه, پس از مطالعات زیاد, طیفی تشخیص داده شده که پیش از این به لحاظ اطلاعات کم آنرا هلیوم می نامیدند . ضخامت رنگین کره موجود بین سطح خنک و خنثای نورکره و لایه ی داغ و یونیزه تاج حدود 2500 کیلومتر است و به زایده های تیز ختم می شود بنابراین در همه جا یکسان نیست . تراکم و چگالی در رنگین کره به گونه ای است که هرچه به طرف بالاتر برویم کمتر می شود ولی به عکس درجه ی دما به تدریج از 40000 تا 50000 درجه ی سانتیگراد تغییر می کند که به نظر می رسد فعالیت های مغناطیسی سبب این افزایش دماست. رنگین کره به هنگام کسوف ممکن است به شکل نواری قرمز و نازک دیده شود و به همین لحاظ (فام سپهر) نام گرفته است.
تاج :

بیرونی ترین بخش خورشید را تاج تشکیل می دهد. به عبارت رنگین کره نهایتا به تاج ختم می شود. طول موج های گسیل شده از این بخش را با آنتن های مخصوص می توان ثبت کرد. انرژی پخش شده در طول موج حدود یک سانتیمتر است و اگر خورشید نمونه ی ستاره ای معمولی باشد باید قبول کرد که سایر ستاره ها نیز ممکن است منابعی برای امواج رادیویی باشند. تاج به لحاظ تراکم, بسیار پایین و رقیق است ولی همین بخش نیز خیلی داغ است. در تاج تعداد اتم در یک سانتیمتر مکعب برابر با 9^10 است که در مقایسه با رقم 16^10 در رنگین کره ناچیز است. ضمن اینکه این عدد در زمین و در سطح دریا معادل 19^10 در سانتی متر مکعب است. با این حال جالب است که حرارت تاج, از رنگین کره هم بیشتر است .


زبانه ي خورشيدي

زبانه هاي خورشيدي ابرهاي عظيمي بر بالاي نوركره اند و هنگامي به وضوح ديده مي شوند كه در لبه هاي خورشيد باشند. زبانه ها خميده مي شوند و به سطح خورشيد باز مي گردند . هنگامي كه بر سطح نوركره ديده شوند به شكل مارپيچ هاي سياهي بر قرص خورشيد به نظر مي رسند. از آنجا كه اين ابرها به نسبت سردند مقداري از نور خورشيد را جذب مي كنند و در زمينه ي خورشيد نيز تيره به نظر مي رسند. يكي از انواع معمولي و قابل مطالعه ي زبانه ها رشته نام دارد كه به صورت بافتي طويل و تيره بر روي قرص خورشيد ديده مي شود.


مشعل ها

پديده هايي از خطوط روشن و ابري و معمولا همراه با لكه؛ فقط در حاشيه هاي خورشيد مشاهده مي شوند. هنگامي كه له ها به حداقل مي رسند باز هم مشعل ها را مي توان نزديك قطب ها به صورت بافت هاي نقطه چين مانند در شرايط خوب جوي مشاهده كرد. و همچنين بررسي آن ها از نظر چرخش خورشيد در نزديكي قطبين مي تواند مفيد باشد.


ريز دانه ها

بافت موزاييك مانندي از دانه هاي ريز بر سطح خورشيد ايجاد مي شود كه در شرايط مناسب جوي با تلسكوپ هاي كوچك نيز ديده مي شود. عمر اين ريزدانه ها به طور متوسط به 8 دقيقه مي رسد و قطر آن نيز حدود 1000 متر است . ريزدانه ها شكل هاي غير منظم با فواصلي تيره دارند.
شراره ها :

لکه های خورشیدی که مانند جزایری شناور از طوفان های اکترومغناطیسی اند, عمدتا همراه با مناطقی فعال از تخلیه انرپی کمدوامند که آنها را شراره گویند. این پدیده همراه با لکه ها ایجاد می شود و گاهی تعداد آنها چنان زیاد است که بین دو لک نزدیک را پل می زنند و یا در کنار لکه های بزرگ صدها شراره کوچک ایجاد می شود.
شراره ها از هنگام تولد خود تا رسیدن به ماکزیمم چند دقیقه ای بیشتر عمر نمی کنند و اغلب در مدتی حدود یک ساعت از بین می روند. زمانی که شراره ها ظاهر می شوند انرپی در شکل های مختلف مانند پرتوایکس ,ماوراءبنفش ,تشعشعات مرئی ,پروتون های با سرعت زیاد و الکترون ها همگی از سطح خورشید خارج می شوند و گاهی قدرت بعضی شراره ها به 2 میلیون مگاتن ماده ی (تی ان تی) می رسد. در ششم مارس 1989 آثار قوی ترین شراره ها در 20 سال گذشته به ماهواره ها رسید و محاسبات نشان داد که در حالت ماکزیمم, درجه ی حرارت در پلایمای شراره تا 10 میلیون درجه کلوین رسیده است!
یک هفته بعد آثار این شراره ها به صورت طوفان های شدید در مغناطیس کره زمین دیده شد، شفق های قطبی پدید آورد و بعضی از ارتباطات رادیوئی را مختل کرد.
باد خورشیدی :

باد خورشیدی حاصل پرتاب مواد با دمای زیاد از قسمت تاج خورشیدی است. سرعت باد خورشیدی متفاوت است و سرعت متوسط آنرا می توان حدود 500 کیلومتر در ثانیه در نظر گرفت. بدین ترتیب ذرات موجود در باد خورشیدی حدود 5 روز طول می کشد تا به زمین برسد. قسمتی ازاین ذرات در میدان مغناطیسی کره زمین به دام می افتد. باد خورشیدی تا حدود 100 واحد نجومی پس از مدار پلوتو نیز امتداد می یابد. ماهیت باد خورشیدی از ذرات اتمی باردار تاج خورشید و عمدتا پروتون و الکترون است.



شفق قطبی :

روشن شدن برخی از منطق قطبی همراه با تلالو رنگ های مختلف در بعضی اوقات نتیجه حضور شفق قطبی است. طیف این رنگ ها از سفید تا قرمز تیره می تئاند باشد. مکان وقوع آنها 100 کیلومتری بالای اتمسفر تا حدود حدود 30 درجه ای قطبین مغناطیسی است. علت ایجاد شفق های قطبی به دام افتادن ذرات باردار حاصل از باد خورشیدی یا شراره ها در میدان مغناطیسی زمین و برخورد آنها با گازهای اتمسفر بالای زمین است.



خورشید از نظر طیف و انرژی :

طیف تشعشعات خورشیدی بسیار وسیع است و از 001/0 آنگستروم(مربوط به پرتوی گامای شراره ها) تا چندین کیلومتر(مربوط به فرکانسهای بیسار پایین رادیوئی تاج خورشید) است.
میزان انرپی خورشید که به لبه های بالای جو زمین می رسد، حدود 2 کالری بر سانتی متر مربع در دقیقه است که به نام ثابت خورشیدی خوانده می شود .
__________________