خورشید
فهرست مطالب
مقدمه
ویژگی های خورشید
جو خورشید
میدان مغناطیسی
نور خورشید
انرژی خورشید
دانستنی های جالب درمورد خورشید
جدول مشخصات خورشید
مقدمه
خورشید تنها ستارهٔ منظومهٔ خورشیدی است و 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. این ستاره که قطری نزدیک به ۱٬۳۹۲٬۰۰۰ کیلومتر دارد، سرچشمهٔ اصلی نور، انرژی، گرما و زندگی بر روی زمین است.
انفجار نهایی یک ستارهٔ سنگین را ابرنواختر می نامند، ولی خورشید هیچ گاه چنین انفجاری را تجربه نخواهد کرد؛ زیرا کمترین جرم مورد نیاز برای رخداد یک ابرنواختر، هشت برابر جرم خورشید است.
از نظر شیمیایی سه-چهارم جرم خورشید را هیدروژن و باقی ماندهٔ آن را بیشتر هلیم می سازد. پس از هیدروژن و هلیم، دیگر عنصرهای سازندهٔ خورشید عبارتند از: اکسیژن، کربن، نئون و آهن و غیره، این عنصرها سازندهٔ ۱٫۶۹ ٪ از جرم خورشید هستند که این مقدار خود ۵٬۶۲۸ برابر جرم زمین است.
خورشید در رده بندی ستارگان بر پایهٔ رده بندی طیفی، در دستهٔ G2V جای دارد و به صورت غیررسمی با نام کوتولهٔ زرد-نارنجی از آن یاد می شود. چون پرتوهای پیدای خورشید در طیف زرد-سبز شدیدتر است، (هر چند که رنگ آن از سطح زمین، لابد سفید دیده شود) ولی وجود پراکندگی نور آبی در جو، علت زرد دیده شدن آن است (پراکندگی رایلی).همچنین در برچسب رده بندی طیفی، G2، گفته شده که دمای سطح خورشید نزدیک به ۵٬۷۷۸ کلوین (۵٬۵۰۵ سانتی گراد) است و در V گفته شده است که خورشید مانند بیشتر ستارگان، یک ستارهٔ رشتهٔ اصلی است و در نتیجه انرژی خود را از راه همجوشی هسته ای هستهٔ هیدروژن به هلیم فراهم می کند و در هر ثانیه، در هستهٔ خود، ۶۲۰ میلیون تُن هیدروژن را دچار همجوشی می کند. در دوره ای کیهان شناسان می گفتند که خورشید نسبت به دیگر ستارگان، ستاره ای کوچک و ناچیز است، ولی امروزه بر این باورند که خورشید از ۸۵ درصد ستارگان کهکشان راه شیری درخشان تر است. چون بیشتر آن ها کوتولهٔ سرخ هستند. بزرگی قدر مطلق خورشید ۴٫۸۳+ است. البته چون خورشید نزدیک ترین ستاره به زمین است، به همین دلیل، خورشید درخشان ترین جرم در آسمان دانسته می شود و قدر ظاهری آن ۲۶٫۷۴- است. تاج خورشیدی پیوسته در حال پراکندن بادهای خورشیدی در فضا است. این بادها، جریان هایی از ذره های باردارند که تا فاصله ای نزدیک به ۱۰۰ واحد نجومی توان دارند. حباب های ساخته شده در محیط میان ستاره ای که در اثر بادهای خورشیدی ساخته شده اند، بزرگ ترین سازهٔ پیوستهٔ پدیدآمده در منظومهٔ خورشیدی اند
هم اکنون خورشید در حال سفر از میان ابر میان ستاره ای محلی در ناحیهٔ حباب محلی در لبهٔ بازوی شکارچی از کهکشان راه شیری است. از میان ۵۰ ستاره ای که تا شعاع ۱۷ سال نوری، در همسایگی زمین قرار دارند، (نزدیک ترین آن ها یک کوتولهٔ سرخ به نام پروکسیما قنطورس است که ۴٫۲ سال نوری فاصله دارد) از دیدگاه جرم، خورشید رتبهٔ چهارم را در میان آن ها دارد.
اگر از قطب شمالی کهکشان نگاه کنیم، خورشید به صورت ساعت گرد به گرداگرد مرکز کهکشانی راه شیری در گردش است و از آن نقطه نزدیک به ۲۴٬۰۰۰ تا ۲۶٬۰۰۰ سال نوری فاصله دارد، انتظار می رود که این گردش ۲۲۵ تا ۲۵۰ میلیون سال دیگر به پایان برساند و دور خود را کامل کند. از آنجایی که کهکشان ما نسبت به تابش زمینهٔ کیهانی (CMB) ) در راستای صورت فلکی مار باریک با سرعت ۵۵۰ کیلومتر بر ثانیه در حرکت است، در نتیجه سرعت به دست آمده برای خورشید نسبت به CMB در راستای صورت های فلکی پیاله یا شیر، ۳۷۰ کیلومتر بر ثانیه می شود
فاصلهٔ متوسط خورشید از زمین نزدیک به ۱۴۹٫۶ میلیون کیلومتر است (یک واحد نجومی). البته این فاصله در هنگامه های گوناگون حرکت زمین به گرد خورشید (در نقطه های اوج و حضیض) در ماه های ژانویه تا ژوئیه فرق می کند. در این فاصلهٔ میانگین، نور پس از ۸ دقیقه و ۱۹ ثانیه از خورشید تا زمین سفر می کند. می توان گفت انرژی آمده از نور سفید خورشید، باعث ادامهٔ فرایند نورساخت، به وجود آمدن اقلیم و آب وهوای زمین و در نتیجه، فراهم کنندهٔ زندگی برای همهٔ جانداران روی زمین است.[نقش برجستهٔ خورشید بر وضعیت زمین از سال های دور، از دوران پیشاتاریخ برای انسان شناخته شده بود، به همین دلیل برای بسیاری از فرهنگ ها خورشید به عنوان یک خدا به خورشید نگاه می کرده اند. پیشرفت دانش از چیستی خورشید با کندی بسیار همراه بوده، تا آنکه در سدهٔ ۱۹ میلادی آگاهی اندکی از مواد سازندهٔ خورشید و منبع انرژی آن بدست آمد. تلاش برای آگاهی بیشتر از خورشید همچنان ادامه دارد، زیرا همچنان شماری از پدیده ها و رفتارهای بدون توضیح علمی در خورشید دیده می شود.
ویژگی های خورشید
خورشید ستاره ای از گونهٔ کوتولهٔ زرد است که ۹۹٫۸۶رصد از مجموع جرم سامانهٔ خورشیدی را از آن خود کرده است. هندسهٔ خورشید به یک کرهٔ کامل بسیار نزدیک است.
از آنجایی که خورشید جامد نیست و از پلاسما ساخته شده است، در مدار استوایی نسبت به دو قطب، تُندتر می گردد. این رفتار که گردش اختلافی نام دارد، به دلیل وجود پدیدهٔ همرفت در خورشید و جابجایی ماده در اثر اختلاف دما است. آنچنان که از قطب شمال دائرهالبروج دیده می شود، این جرم به بخشی از جرم خورشید تکانهٔ زاویه ای پادساعت گرد می دهد در نتیجه در سراسر خورشید یک سرعت زاویه را توزیع می کند. دورهٔ این گردش واقعی نزدیک به ۲۵٫۶ روز در مدار استوایی و ۳۳٫۵ روز در دو قطب است. از آنجایی که جایگاه زمین نسبت به خورشید همیشه در حال دگرگونی است و همیشه یک نقطه از زمین بهترین دید را نسبت به خورشید ندارد، گویا گردش این ستاره در مدار استوایی اش نزدیک به ۲۸ روز است. اثر جانب مرکز (گریز از مرکز) این گردش آرام، ۱۸ میلیون بار ضعیف تر از جاذبهٔ سطح خورشید در مدار استوایی آن است. اثر کشند سیاره ها هم بسیار ضعیف است و نمی تواند تاثیر آشکاری بر شکل ظاهری خورشید بگذارد.
خورشید ستاره ای با جمعیت (۱) است به عبارت دیگر ستاره ای سرشار از عنصرهای سنگین است. گمان آن می رود که آغاز پدیداری خورشید به موج های شوک تابیده شده از یک یا چند ابرنواختر آن همسایگی بازگردد. این تصور به دلیل انباشتگی عنصرهای سنگین مانند طلا و اورانیم در منظومهٔ خورشیدی نسبت به کمبود آن ها در ستاره های با جمعیت نوع (۲) یا فقیر در عنصرهای سنگین، پدید آمده است. پذیرفتنی است اگر بگوییم این عنصرها در اثر انرژی بسیار بالای پدید آمده هنگام واکنش های هسته ای ابرنواختر یا هنگام جذب نوترون و تبدیل یک عنصر به عنصر دیگر درون یک ستارهٔ نسل دومی بزرگ به وجود آمده است.
خورشید مانند یک سیارهٔ خاکی دارای مرز روشنی نیست. تنها در لایه های بیرونی، چگالی گازها به صورت نمایی با افزایش فاصله از مرکز خورشید کاهش می یابد.
شعاع خورشید برابر است با فاصلهٔ مرکز خورشید تا لبهٔ شیدسپهر. این لایه، بیرونی ترین لایه ای است که پس از آن گازها یا بسیار سرد اند یا لایه ای بسیار نازک را می سازند که نمی توانند به اندازهٔ درخور توجه نور تولید کنند. در نتیجه لایهٔ آخر لایه ای است که چشم غیرمسلح بتواند به خوبی آن را ببیند
جو خورشیدی
از تمام خورشید فقط جو آن قابل مشاهده است ناحیه ای که از لحاظ فعالیت نیز غنی است پایه جو خورشیدی شید سپهر است لکه های خورشیدی بر روی شید سپهر ظاهر می شوند لایه خارجی بعدی رنگین سپهر است تاج آخرین لایه جوی خورشید می باشد.
شید سپهر یک لایه نازک گاز که بیشترین عمقی که می توانیم آن را مشاهده کنیم و تابش قابل رویت از آن منتشر می شود وبر این سطح دانه های گذرا با عمر متوسط ۵ تا ده ها دقیقه را مشاهده می کنیم شکل گیری های روشن نامنظم که به وسیلهٔ رگه های تاریک احاطه شده اند این دانه دار شدن خورشیدی لایه بالایی ناحیه جا به جایی خورشید است در این منطقه انرژی گرمایی توسط جا به جایی منتقل می شود توده های گرم
گاز (سلول های جا به جایی) بالا می روند و به صورت دانه های روشن ظاهر می شوند و انرژیشان را در شید سپهر تخلیه می کنند گازهای سرد تر پایین می آیند. طیف پیوستار سرار قرص خورشیدی یک دمای موثر _استفان بولتزمن_ 5800k را برای شید سپهر تعریف می کند از میان شید سپهر به سمت بیرون دما به شدت پایین می آید و سپس مجدداً در حوالی ۵۰۰ کا را داخل رنگین سپهر شروع به بالا رفتن می کند تا این که به دماهای بسیاربالا درتاج می رسد. شید سپهر یک طیف پیوسته جسم سیاه گسیل می دارد لذا بایستی در طول موج های مرئی کدر باشد اما چگالی ها در اینجا بسیار کمتر از مقداری است که گاز برای کدر بودن و تولید تابش پیوسته جسم سیاه لازم دارد
میدان مغناطیسی
خورشید ستاره ای فعال از دیدگاه مغناطیسی است. یک میدان مغناطیسی توانا دارد که سال به سال اندکی سویش تغییر می کند تا اینکه هر یازده سال وارون می شود.
میدان مغناطیسی خورشید دارای اثرهای بسیاری است که به مجموعهٔ آن ها فعالیت خورشیدی گفته می شود. از جملهٔ آن ها، 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. برای نمونه می توان به شفق قطبی که در ناحیه های نزدیک به قطب دیده می شود یا دیدن شکست یا خرابی در موج های رادیویی و توان الکتریکی اشاره کرد. گمان آن می رود که میدان مغناطیسی خورشید نقش مهمی در ساخت و کامل شدن سامانهٔ خورشیدی داشته باشد. همچنین این فعالیت های خورشیدی، ساختار بخش بیرونی هواکرهٔ زمین را هم تغییر می دهد.
به دلیل دمای بسیار بالای خورشید، تمام مادهٔ موجود در آن در حالت گازی و پلاسما است. این ویژگی به خورشید این توان را می دهد تا در مدار استوایی اش تندتر (نزدیک ۲۵ روز) از عرض های جغرافیایی بالاتر (نزدیک به ۳۵ روز در ناحیهٔ قطبی) بگرد خود بچرخد.
گردش اختلافی خورشید در عرض های جغرافیایی گوناگون آن باعث می شود تا با گذر زمان خط های میدان مغناطیسی خورشید در هم پیچیده شود، حلقه های میدان مغناطیسی در سطح خورشید فوران کند و در نتیجه لکه و زبانهٔ خورشیدی پدید آید. در اثر همین پیچش است که پویایی خورشیدی و چرخهٔ یازده سالهٔ وارونه شدن میدان مغناطیسی خورشید پدیدار می شود.
میدان مغناطیسی خورشید بسیار فراتر از خود خورشید را هم دربر می گیرد. بادهای خورشیدی مغناطیسی پلاسمایی، میدان مغناطیسی خورشید را به بیرون از خورشید می برد، پدیده ای که امروزه به آن میدان مغناطیسی میان سیاره ای گفته می شود.[پلاسما تنها می تواند در راستای خط های میدان مغناطیسی جابجا شود برای همین میدان مغناطیسی میان سیاره ای به صورت شعاعی گسترش یافته است. چون میدان مغناطیسی بالا و پایین مدار استوایی خورشید قطبش های متفاوت از یا به سوی خورشید دارند، یک لایهٔ نازک جریان در صفحهٔ استوایی خورشید پدید می آید که به آن صفحهٔ جریان نورکره گفته می شود. در فاصله های دور، چرخش خورشید باعث پیچیده شدن میدان مغناطیسی و صفحهٔ جریان به شکل حلزونی ارشمیدس می شود؛ مانند سازهٔ مارپیچ پارکر. میدان مغناطیسی میان سیاره ای بسیار قوی تر از اجزای میدان مغناطیسی دوقطبی خورشید است. میدان مغناطیسی دوقطبی ۵۰ تا ۴۰۰ میکروتسلایی خورشید (در شیدسپهر) با توان سهٔ فاصله کاهش می یابد و در نزدیکی های زمین به ۰٫۱ نانوتسلا می رسد. اما داده های بدست آمده توسط فضاپیماها نشان می دهد میدان مغناطیسی میان سیاره ای در نزدیکی زمین ۱۰۰ برابر قوی تر است
نور خورشید
همواره نخستین منبع انرژی در زمین، نور خورشید بوده است. ثابت خورشید مقدار توانی است که خورشید در یکای سطح، در زمین آزاد می کند که ارتباط مستقیم با نور سفید دریافتی از خورشید دارد. ثابت خورشید در فاصلهٔ یک واحد نجومی از خورشید (برابر با فاصله ای که زمین یا نزدیکی آن تا خورشید دارد)
نور خورشید در شامگاه:
نور خورشید را می توان با کمک فرایندهای طبیعی و ساخت انسان مهار کرد. فرایند نورساخت در اندام های گیاهان انرژی نور خورشید را جذب می کند و آن را به صورت شیمیایی (اکسیژن و ترکیب های کاهش یافتهٔ کربن) آزاد می کند. همچنین انرژی انبار شده در نفت خام و سوخت های سنگواره ای، خود غیرمستقیم به انرژی خورشید و فرایند نورساخت وابسته است. علاوه بر روش های طبیعی با کمک ابزارهای ساخت انسان هم می توان یا مستقیم از گرمای خورشید بهره برد یا با کمک سلول های خورشیدی، نور خورشید را به انرژی الکتریکی دگرگون کرد
انرژی خورشید
همانطور که می دانید ، خورشید تنها منبع تولید انرژی و نور در منظومه ی شمسی است . (البته سیارات ، آن هایی که هسته ی مذاب دارند , از جمله زمین نیز مقداری انرژی گرمایی که ناشی از هسته ی آن است را به صورت امواج مادون قرمز تولید کرده و از طرف سطح به فضا گسیل می کنند و باید گفت که این انرژی فوق العاده کم است . ) خورشید ، این غول آتشین منظومه ی شمسی ، برای تولید انرژی – اعم از گرما و امواج الکترو مغناطیس – از فرآیند های هسته ای استفاده می کند . بدین صورت که با تبدیل ۴ اتم هیدروژن به یک اتم هلیوم ، در یک فرآیند بسیار پیچیده انرژی تولید می کند .
دانستنی های جالب درباره خورشید
دانستنی های جالب درباره خورشید: خورشید ستاره ای در مرکز منظومه شمسی است. خورشید تقریبا کره کامل است. خورشید از گازهای بسیار گرم تشکیل شده است. نیروی جاذبه خورشید چنان قوی است که توانسته است منظومه شمسی را پابرجا نگه دارد. انرژی ای که خورشید تولید می کند برای زندگی روی زمین حیاتی است و آب وهوای زمین بسیار متاثر از آن است. خورشید، ستاره منظومه شمسی ما در کهکشان راه شیری است. در حال حاضر، هشت سیاره به دور خورشید در چرخش هستند.
مطالب عجیب و دانستنی های جالب درباره خورشید
رنگ خورشید در واقع سفید است و سفید از ترکیب همه رنگ ها تشکیل شده است. اما جو زمین نورهای سرد (به ویژه آبی و سبز) خورشید را تجزیه می کند و به همین علت خورشید زردرنگ به نظر می رسد.
خورشید از ۷۰ درصد هیدروژن و ۲۸ درصد هلیوم تشکیل شده است.
خورشید ستاره نوع جی رشته اصلی است که اصطلاحا به آن کوتوله زرد نیز می گویند. ستاره هایی را که دمای سطح آن ها بین ۵۳۰۰ کلوین تا ۶۰۰۰ کلوین باشد، کوتوله زرد می خوانند.
مساحت خورشید ۱۱,۹۰۰ برابر مساحت زمین است.
فاصله بین زمین و خورشید را یک واحد نجومی هر واحد نجومی حدود ۱۵۰,۰۰۰,۰۰۰ کیلومتر است.
حجم خورشید حدود یک میلیون برابر زمین است
از دیگر دانستنی های جالب درباره خورشید این است که اگر خورشید کره ای توخالی بود می شد ۹۶۰ هزار کره به اندازه زمین را در آن جا داد. و اگر می شد کره ها را طوری در خورشید فشرده کرد که هیچ جای خالی بین آن ها نماند، ۱,۳۰۰,۰۰۰ کره زمین در خورشید جای می گرفت.
۹۹.۸۶ درصد جِرم منظومه شمسی مربوط به خورشید است
جرم خورشید حدود ۳۳۰,۰۰۰ برابر جرم زمین است. حدود سه چهارم جرم خورشید را هیدروژن به خود اختصاص داده است و بخش عمده دیگری از جرم آن، هلیوم است.
خورشید تقریبا کره کامل است
خورشید از نظر هندسی تقریبا کره کامل است. اختلاف قطر استوایی و قطر قطبی خورشید تنها ۱۰ کیلومتر است. خورشید دقیق ترین کره ای است که تاکنون در طبیعت مشاهده شده است.
خورشید روزی تا اندازه زمین کوچک خواهدشد
خورشید پس از بلعیدن عطارد، زهره و زمین درهم خواهدشکست و جرم آن تا حد جرم زمین کاهش خواهدیافت. خورشید پس از این مرحله از کوتوله زرد به کوتوله سفید تبدیل خواهدشد.
دمای درون خورشید گاهی ۱۵ میلیون درجه سانتی گراد است
انرژی هسته خورشید حاصل پدیده ای موسوم به گداخت هسته ای یا هم جوشی هسته ای است که طی آن هیدروژن به هلیوم تبدیل می شود. اجرام سماوی داغ رفته رفته بزرگ تر می شوند. نیروی جاذبه بسیار قوی خورشید مانع از انفجار آن می شود. دمای سطح خورشید حدود ۵۶۰۰ درجه سانتی گراد است اما دمای هسته خورشید به ۱۵ میلیون درجه سانتی گراد نیز می رسد.
هشت دقیقه و بیست ثانیه طول می کشد تا نور خورشید به زمین برسد
میانگین فاصله خورشید از زمین ۱۵۰,۰۰۰,۰۰۰ کیلومتر است. نور با سرعت تقریبی ۳۰۰,۰۰۰ کیلومتر در ثانیه حرکت می کند. از تقسیم فاصله خورشید بر سرعت نور، عدد ۵۰۰ ثانیه (یا ۸ دقیقه و ۲۰ ثانیه) حاصل می شود. با اینکه نور خورشید در چند دقیقه به زمین می رسد، اما میلیون ها سال طول کشیده است تا نور از هسته خورشید به سطح آن برسد.
خورشید در هر ثانیه ۲۲۰ کیلومتر در فضا حرکت می کند
از دیگر دانستنی های جالب درباره خورشید: فاصله خورشید از مرکز کهکشان راه شیری ۲۴,۰۰۰ الی ۲۶,۰۰۰ سال نوری است. خورشید هر ۲۲۵ میلیون سال تا ۲۵۰ میلیون سال یک بار مرکز کهکشان راه شیری را دور می زند.
فاصله خورشید و زمین طی سال کم و زیاد می شود
مدار حرکت انتقالی زمین یعنی مدار حرکت زمین به دور خورشید بیضی است. لذا زمین طی حرکت خود دور خورشید گاهی به آن نزدیک و گاهی از آن دور می شود. فاصله زمین تا خورشید بین ۱۴۷,۰۰۰,۰۰۰ تا ۱۵۰,۰۰۰,۰۰۰ کیلومتر متغیر است.
خورشید میان سال است
طبق برآوردها سن خورشید ۴.۶ میلیارد سال است. خورشید تاکنون حدود نیمی از هیدروژن خود را سوزانده است. حدود ۵ میلیارد سال دیگر طول می کشد تا خورشید باقی مانده هیدروژن خود را بسوزاند. لذا خورشید هم اکنون کوتوله زرد و ستاره ای میان سال محسوب می شود.
میدان مغناطیسی خورشید بسیار قوی است
انرژی مغناطیسی تولید شده توسط خورشید طی توفان های مغناطیسی سبب پیدایش شراره های خورشیدی شده است. ما شراره های خورشیدی را به شکل لکه های خورشیدی می بینیم. در لکه های خورشیدی، خطوط مغناطیسی در هم می پیچیند و می چرخند و حرکت آن ها بسیار شبیه گردبادهایی است که روی زمین پدید می آید.
خورشید بادهای خورشیدی تولید می کند
باد خورشیدی جریانی از ذرات شارژ شده است که تقریبا با سرعت ۴۵۰ کیلومتر در ثانیه منظومه شمسی را درمی نوردد. بادهای خورشیدی زمانی پدید می آیند که میدان مغناطیسی خورشید درون فضا گسترش می یابد.
ویژگی های خورشید
لکه های خورشیدی:
لکه های خورشیدی ناحیه هایی روی سطح خورشید هستند که تیره تر از نواحی دیگر که خنک تر هستند به نظر می رسند. لکه های خورشیدی جاهایی پدید می آیند که فعالیت میدان مغناطیسی قوی خورشید، از حرکت گرما جلوگیری می کند.
شراره های خورشیدی:
وقتی میدان های مغناطیسی خورشید از نزدیک لکه های خورشیدی عبور می کنند، درهم می پیچند یا دوباره تشکیل می شوند، انفجاری از انرژی می تواند منتشر شود. شراره های شدید خورشیدی می توانند با ارتباطات رادیویی روی زمین تداخل یابند.