خمس خصال للشمس

الشمس هي مجرد واحدة من بلايين ومليارات النجوم في الجزء من الكون الذي يمكننا رؤيته ، ولكن إنه النجم الذي يعطي الأرض الحياة ، لذا فهو النجم الذي يكون البشر على حق فيه يستفد. إذا تواصلت كائنات من حضارات في أجزاء أخرى من المجرة معنا علنًا ، فمن المحتمل أن تحطم أي أوهام بالعظمة قد تكون لدينا حول نجمنا.

بالتأكيد ، تبدو كبيرة وساخنة من هنا ، ولكن بالمقارنة مع النجوم الأخرى ، فهي صغيرة ورائعة نسبيًا. قد تكون موطنًا لنظام من العوالم ، لكن هذا مساوٍ للدورة ، بقدر ما تذهب النجوم. "لا يوجد شيء يمكن رؤيته هنا ، أيها الناس" ، قد يسخر الفضائيون وهم يوجهون قرونهم الفضائية متعددة الأبعاد نحو أنظمة نجمية أكثر دراماتيكية.

لن تكون هناك حاجة للإحباط بسبب مثل هذه المواجهة المتعثرة ، إذا حدثت في أي وقت. قد لا تكون الخصائص الفيزيائية للشمس خاصة عند مقارنتها بالنجوم الأخرى ، لكن هذه الخصائص ولدت حياة بشرية ، وهذا ليس خاصًا فقط ؛ إنها معجزة.

هناك سمات لا حصر لها للشمس تستحق التقدير ، ولكن إليك خمسة من أبرزها ، بالإضافة إلى نظرة إضافية على مستقبل الشمس.

يصنف علماء الفيزياء الفلكية الشمس على أنها قزم أصفر ، مما يمنحك على الفور فكرة عن مكانها من حيث النجوم الأخرى التي تسكن الكون ، وبعضها عمالقة. من الناحية العلمية ، تصنف الشمس على أنها أ

معظم النجوم في الجزء الخاص بنا من المجرة هم من النجوم أنا من السكان. إنها غنية بالمعادن ، مما يعني أنها صغيرة نسبيًا. يتم إنتاج المعادن خلال مراحل احتضار النجوم الكبيرة ، ويولد السكان أنا النجوم من الحطام من تلك النجوم. السكان أنا نجوم عادة لا يزيد عمرها عن بضعة مليارات من السنين. يقدر عمر الشمس بـ 5 مليارات سنة.

يشير الحرف G إلى التصنيف الطيفي للشمس ، وهو مقياس لمدى سخونة وسطوعها مقارنة بالنجوم الأخرى. هناك سبع تصنيفات نجوم ، يُشار إليها بالأحرف O و B و A و F و G و K و M. يشير O إلى النجوم العملاقة شديدة الحرارة لدرجة أنها تنبعث منها ضوء أزرق ، و M يعين النجوم القزمة الباردة التي تبعث الضوء في نطاق الأشعة تحت الحمراء. كقزم أصفر ، تكون الشمس أقل من المتوسط ​​في الحجم ودرجة الحرارة.

يشير الرقم الروماني V إلى أن الشمس هي نجم متسلسل رئيسي ، مما يعني أنها في الجزء الأوسط من حياتها ، أثناء ذلك ، يولد اندماج الهيدروجين في الهيليوم الذي يحدث في نواته ضغطًا كافيًا لمنع الجاذبية انهيار. يشير الرقم 2 بشكل أكثر تحديدًا إلى الخصائص الطيفية.

طول الوقت الذي يبقى فيه النجم في التسلسل الرئيسي يعتمد في الغالب على كتلته. كانت الشمس في التسلسل الرئيسي لمدة 5 مليارات سنة وستبقى هناك لمدة 5 مليارات سنة أخرى.

بعيدًا عن كونها مجرد كرة كبيرة من الغاز المحترق ، فإن للشمس بنية داخلية معقدة تشكل أربع طبقات متميزة. يقسم العلماء الطبقة الخارجية ، الغلاف الجوي ، إلى ثلاث طبقات فرعية. تشتمل الطبقات الست للشمس على اللب ، والمنطقة الإشعاعية ، ومنطقة الحمل الحراري ، والفوتوسفير ، والكروموسفير ، والهالة.

النواة: الجزء الأكثر سخونة من الشمس ، اللب ، هو المكان الذي يحدث فيه اندماج الهيدروجين. تكون قوى الجاذبية قوية جدًا في اللب لدرجة أنها تضغط الهيدروجين في سائل بكثافة 150 ضعف كثافة الماء. تبلغ درجة الحرارة في القلب 15 مليون درجة مئوية ، أو 28 مليون درجة فهرنهايت.

المنطقة الإشعاعية: تتناقص كثافة المنطقة المحيطة مباشرة بالنواة مع زيادة نصف القطر ، لكنها لا تزال كثيفة بدرجة كافية لمنع الضوء من الهروب. يستغرق الإشعاع الناتج عن تفاعل الاندماج الذي يحدث باستمرار في القلب 100000 عام للارتداد في المنطقة الإشعاعية قبل أن يهرب إلى الفضاء.

منطقة الحمل الحراري: منطقة الحمل الحراري هي منطقة شديدة الاضطراب تمتد من عمق 200000 كم إلى السطح المرئي. في هذه المنطقة ، تنخفض الكثافة إلى مستوى يسمح بتحويل الضوء من القلب إلى حرارة. ترتفع الغازات والبلازما شديدة الحرارة ، وتبرد وتنخفض مرة أخرى ، وتشكل مرجلًا معقدًا من الفقاعات الكبيرة ، تسمى خلايا الحمل الحراري.

الفوتوسفير: طبقة الغلاف الجوي للشمس المرئية من الأرض هي الغلاف الضوئي. تم تبريد درجة الحرارة إلى 5800 درجة مئوية (10000 فهرنهايت). يتسم الغلاف الضوئي بالثقوب بسبب التوهجات الشمسية والبقع الشمسية ، وهي مناطق مظلمة وباردة تتشكل عندما يخترق المجال المغناطيسي للشمس إلى السطح.

الكروموسفير: في الكروموسفير ، الذي يمتد حوالي 2000 كيلومتر فوق الغلاف الضوئي ، ترتفع درجة الحرارة إلى 20000 درجة مئوية (36.032 فهرنهايت). هذه الطبقة لها الاسم الذي يطلق عليه لأن لون الضوء المنبعث يتحول إلى اللون الأحمر.

الهالة: عادة ما تكون الطبقة الخارجية للشمس ، الهالة ، غير مرئية ، لكنها تصبح مرئية من الأرض أثناء كسوف الشمس الكلي. تبلغ كثافة الغازات حوالي مليار مرة أقل من الماء ، لكن درجة الحرارة يمكن أن تصل إلى 2 مليون درجة مئوية (3.6 مليون فهرنهايت). سبب هذا الارتفاع غير مفهوم تمامًا ، لكن العلماء يشكون في أن له علاقة بالعواصف المغناطيسية التي تحدث باستمرار هناك.

بالنسبة للنجوم الأخرى في الكون ، قد تكون الشمس قزمًا ، ولكن بالنسبة للناس على الأرض ، فهي ضخمة بشكل غير مفهوم. واحدة من أكثر سمات الشمس التي يتم الاستشهاد بها هي أنه يمكنك حشو 1.3 مليون كوكب بحجم الأرض بداخلها. إذا قمت بترتيب هذه الكواكب جنبًا إلى جنب ، فستحتاج إلى 109 منها لتغطي قطر الشمس.

من حيث الإحصائيات ، يبلغ قطر الشمس حوالي 1.4 مليون كيلومتر (864000 ميل) ، ومحيطها حوالي 4.4 مليون كيلومتر (2.7 مليون ميل). حجمها 1.4 × 10²⁷ متر مكعب وكتلة 2 × 10³⁰ كيلوغرام ، أي ما يعادل 330 ألف ضعف كتلة الأرض.

على الرغم من أن الشمس كبيرة جدًا مقارنة بالأرض ، فمن المهم أن نتذكر أن العلماء قد لاحظوا نجومًا أكبر بعدة مرات. أحد أكبر النجوم التي تم رصدها حتى الآن هو العملاق الأحمر منكب الجوزاء. إنها أكبر بحوالي 700 مرة من الشمس وحوالي 14000 مرة أكثر سطوعًا. إذا أخذ مكان الشمس ، فإنه سيمتد حتى مدار زحل.

يقوم المجال المغناطيسي للشمس بتبديل القطبية كل 11 عامًا ، وهذا يخلق دورة مقابلة من نشاط البقع الشمسية والتوهج الشمسي. في بداية ونهاية كل دورة ، يكون نشاط البقع الشمسية ضعيفًا إلى غير موجود ، ويكون النشاط بحد أقصى في منتصف كل دورة.

يؤثر نشاط سطح الشمس على كل شخص على الأرض. خلال فترات النشاط السطحي العالي ، عندما تكون التوهجات الشمسية شائعة ، يصبح الشفق أكثر وضوحًا ، ويؤثر الإشعاع المتزايد على الاتصالات ويمكن أن يشكل خطرًا على الصحة.

حدث اضطراب التوهج الشمسي الأكثر شهرة في عام 1859. عُرف باسم Carrington super flare ، فقد عطّل أنظمة التلغراف العالمية. إذا حدث مثل هذا اليوم ، يعتقد بعض العلماء أنه سيتسبب في كارثة عالمية.

نظرًا لأن النشاط الشمسي يمكن أن يكون له مثل هذا التأثير على الأرض ، فقد كان العلماء يراقبونه منذ عام 1755 ، عندما تمت ملاحظة بداية الدورة الأولى. منذ ذلك الحين ، شهدت الشمس 24 دورة كاملة. بدأت الدورة الخامسة والعشرون في عام 2019 ، وكان الانتقال من الدورة 24 هادئًا بشكل غير عادي ، وهي حقيقة حيرت العلماء الذين يتتبعون نشاط الشمس.

يعتقد علماء الفلك أن الشمس وجميع الكواكب تشكلت من سحابة من غازات الفضاء. عندما يتقلص الغاز تحت تأثير قوة الجاذبية ، بدأ في الدوران ، وكما قد تتوقع ، لا تزال الشمس تدور. لكونها كرة كبيرة من الغاز ، فإنها لا تتخلى عن هذه الحقيقة بسهولة. يعرف العلماء لأنهم قادرون على مشاهدة حركة البقع الشمسية على السطح.

نظرًا لأن الشمس عبارة عن غاز في الغالب ، فإن أجزاء مختلفة منها تدور بمعدلات مختلفة. تبلغ فترة دوران المنطقة الاستوائية 25 يومًا ، لكن الدوران في المناطق القطبية يستغرق 36 يومًا. علاوة على ذلك ، يتصرف القلب والمنطقة الإشعاعية كجسم صلب ويدوران كوحدة واحدة بينما يكون الدوران في منطقة الحمل الحراري والفوتوسفير أكثر فوضوية. يُعرف الانتقال بين هاتين المنطقتين الدورانيتين باسم تاكوكلين.

تذكر أن الشمس هي مجموعة نجمية ، مما يعني أنها تحتوي على معادن. أحد هذه العناصر هو الحديد ، ووجود الحديد في جسم الغزل هو وصفة لمجال مغناطيسي. تبلغ قوة المجال المغناطيسي للشمس ضعف قوة المجال المغناطيسي للأرض ، ولكن نظرًا لأن الشمس أكبر بكثير ، فإن مجالها يمتد إلى مسافة أبعد بكثير. يحمله تيار الجسيمات المشحونة المعروف باسم الرياح الشمسية ، تمتد الأبعد من هذا المجال المغناطيسي حتى إلى ما وراء حافة النظام الشمسي.

من المحتمل ألا يكون هناك أحد في الجوار ، لذا يمكنك رؤيته ، لكن الشمس ستتحول في النهاية إلى أحد أكثر الأشياء جمالًا في الفضاء - سديم كوكبي. قبل حدوث ذلك ، على الرغم من ذلك ، فإن القزم الأصفر الذي نعرفه ونعتمد عليه سوف ينمو ويتوسع حتى يصل نصف قطره الخارجي إلى ما وراء مدار الأرض. سوف تبتلع الشمس الأرض ، التي ستختفي من الوجود ، لكن لا توجد مأساة. إنه فقط ما يحدث للنجوم بحجم الشمس.

على عكس النجوم الساخنة الكبيرة جدًا ، التي تنهار تحت ثقلها لتتحول إلى مستعر أعظم وتتقلص إلى نيوترون النجوم أو حتى التفردات الثقالية المعروفة بالثقوب السوداء ، النجوم بحجم الشمس تتقدم في العمر أكثر من ذلك بكثير بهدوء.

عندما تنفد الشمس من الهيدروجين لتحترق في لبها ، فإنها ستبدأ في الانهيار ، لكن تشتد ستبدأ قوى الجاذبية في عملية اندماج الهيليوم ، وسيتحول الانهيار إلى فترة جديدة من توسع. سوف تنتفخ القشرة الخارجية إلى مدار كوكب المريخ تقريبًا وتبرد ، وستصبح الشمس عملاقًا أحمر.

عندما ينفد اللب من المواد القابلة للانصهار ، فإنه سينهار مرة أخرى ، لكن الغلاف الخارجي سيكون بعيدًا جدًا عن الانجذاب ، وسوف ينجرف ببساطة بعيدًا. في غضون ذلك ، سترسل النواة فائقة السخونة حزمًا مؤينة من الإشعاع ، والتي ستحول السحابة المنتشرة ، والتي أصبحت الآن سديمًا كوكبيًا ، إلى عرض لوني مثير للشغب.

الصور المعروفة لسديم اللولب ، سديم الحلقة وغيرها من الأعاجيب البينجمية تعطي طعمًا لما يخبئه الشمس في حوالي 5 مليارات سنة ، سواء أكان ذلك أم لا.