Pět charakteristik Slunce

Slunce je jen jednou z miliard a miliard hvězd v části vesmíru, kterou můžeme vidět, ale je to hvězda, která dává život Zemi, takže je to ta, ve které jsou lidé právem nejvíce zájem. Pokud s námi však bytosti z civilizací v jiných částech galaxie někdy budou komunikovat veřejně, pravděpodobně rozbijí jakoukoli iluzi vznešenosti, kterou o naší domovské hvězdě můžeme mít.

Jistě to odtud vypadá velké a horké, ale ve srovnání s jinými hvězdami je to malé a relativně cool. Může to být domov pro systém světů, ale to je samozřejmě stejné, pokud jde o hvězdy. „Tady nic nevidíte, lidi,“ mohli mimozemšťané vtipkovat, když namířili své interdimenzionální vesmírné lusky na dramatičtější hvězdné systémy.

Pokud by k tomu někdy došlo, nebylo by třeba se odradit od tak unaveného setkání. Fyzikální vlastnosti slunce nemusí být ve srovnání s jinými hvězdami zvláštní, ale tyto vlastnosti způsobily lidský život, a to není jen speciální; je to zázračné.

Existuje nespočet vlastností slunce, které byste měli ocenit, ale zde je pět nejvýznamnějších plus bonusový pohled do budoucnosti slunce.

Astrofyzici klasifikují slunce jako žlutého trpaslíka, který vám okamžitě dá představu o tom, kde stojí, co se týče ostatních hvězd, které osídlují vesmír, z nichž někteří jsou obři. Z vědeckého hlediska je slunce klasifikováno jako a populace I, hvězda G2V (V je římská číslice 5).

Většina hvězd v naší části galaxie jsou hvězdy I. populace. Jsou bohatí na kov, což znamená, že jsou relativně mladí. Kovy se vyrábějí během umírání velkých hvězd a hvězdy I se rodí z trosek těchto hvězd. Hvězdy populace I obvykle nejsou starší než několik miliard let. Věk slunce se odhaduje na 5 miliard let.

Písmeno G odkazuje na spektrální klasifikaci Slunce, což je měřítkem toho, jak je horké a jasné ve srovnání s jinými hvězdami. Existuje sedm klasifikací hvězd označených písmeny O, B, A, F, G, K a M. O označuje gigantické hvězdy, které jsou tak horké, že vyzařují modré světlo, a M označuje chladné trpasličí hvězdy, které vyzařují světlo v infračervené oblasti. Jako žlutý trpaslík je Slunce podprůměrné co do velikosti a teploty.

Římská číslice V znamená, že slunce je hvězdou hlavní posloupnosti, což znamená, že je ve střední části svého života, během kterého fúze vodíku na hélium vyskytující se v jeho jádru vytváří dostatečný tlak, aby se zabránilo gravitačnímu kolaps. Číslo 2 konkrétněji odkazuje na spektrální charakteristiky.

Doba, po kterou hvězda zůstane v hlavní posloupnosti, většinou závisí na její hmotnosti. Slunce je v hlavní posloupnosti po dobu 5 miliard let a zůstane tam dalších 5 miliard let.

Slunce zdaleka není jen velká koule hořícího plynu, má složitou vnitřní strukturu, která tvoří čtyři odlišné vrstvy. Vědci dále dělí vnější vrstvu, atmosféru, na tři podvrstvy. Šest vrstev slunce zahrnuje jádro, radiační zónu, konvekční zónu, fotosféru, chromosféru a korónu.

Jádro: Nejžhavější část slunce, jádro, je místem, kde dochází k fúzi vodíku. Gravitační síly jsou v jádru tak silné, že vytlačují vodík do kapaliny s asi 150násobnou hustotou vody. Teplota v jádru je 15 milionů stupňů Celsia nebo 28 milionů stupňů Fahrenheita.

Zářivá zóna: Zóna přímo obklopující jádro klesá s rostoucím poloměrem, ale stále je dostatečně hustá, aby zabránila úniku světla. Radiaci produkovanou fúzní reakcí, která se v jádru neustále vyskytuje, trvá 100 000 let, než se v radiační zóně odrazí, než unikne do vesmíru.

Konvekční zóna: Konvekční zóna je oblast s vysokou turbulencí, která sahá od hloubky 200 000 km k viditelnému povrchu. V této zóně klesá hustota na úroveň, která umožňuje přeměnit světlo z jádra na teplo. Přehřáté plyny a plazma stoupají, chladnou a opět klesají a vytvářejí složitý kotel velkých bublin, který se nazývá konvekční buňky.

Fotosféra: Vrstva sluneční atmosféry, která je viditelná ze Země, je fotosféra. Teplota se ochladila na 5 800 C (10 000 F). Fotosféra je označena slunečními erupcemi a slunečními skvrnami, což jsou tmavé chladné oblasti vytvořené při průniku slunečního magnetického pole na povrch.

Chromosféra: V chromosféře, která se rozkládá asi 2 000 km nad fotosférou, teplota stoupne na 20 000 C (36 032 F). Tato vrstva má název, který má, protože barva vyzařovaného světla je načervenalá.

Koróna: Nejvzdálenější vrstva slunce, koróna, je obvykle neviditelná, ale stane se viditelnou ze Země během úplného zatmění Slunce. Hustota plynů je asi miliardkrát nižší než u vody, ale teplota může být až 2 miliony C (3,6 milionu F). Důvod tohoto vzestupu není zcela objasněn, ale vědci mají podezření, že to má co do činění s magnetickými bouřemi, které se tam neustále vyskytují.

Pro ostatní hvězdy ve vesmíru může být slunce trpaslíkem, ale pro lidi na Zemi je nepochopitelně obrovské. Jedním z nejčastěji uváděných rysů Slunce je, že byste do něj mohli napchat 1,3 milionu planet o velikosti Země. Pokud byste uspořádali tyto planety vedle sebe, budete potřebovat 109 z nich, aby se rozprostřely po průměru Slunce.

Pokud jde o statistiku, průměr slunce je asi 1,4 milionu km (864 000 mil) a jeho obvod je asi 4,4 milionu km (2,7 milionu mil). Má objem 1,4 × 10²⁷ metrů krychlových a hmotnost 2 × 10³⁰ kilogramů, což je asi 330 000násobek hmotnosti Země.

I když je slunce ve srovnání se Zemí tak velké, je třeba si uvědomit, že vědci pozorovali mnohonásobně větší hvězdy. Jednou z dosud největších pozorovaných hvězd je červený obr Betelgeuse. Je asi 700krát větší než slunce a asi 14 000krát jasnější. Pokud by zaujal místo na slunci, rozšířil by se až k oběžné dráze Saturnu.

Sluneční magnetické pole mění polaritu každých 11 let, což vytváří odpovídající cyklus aktivity slunečních skvrn a sluneční erupce. Na začátku a na konci každého cyklu je aktivita slunečních skvrn slabá až neexistující a aktivita je maximálně ve středu každého cyklu.

Sluneční aktivita na povrchu ovlivňuje každého na Zemi. Během období vysoké povrchové aktivity, kdy jsou sluneční erupce běžné, se polární záře stává výraznější a zvýšené záření ovlivňuje komunikaci a může dokonce představovat zdravotní riziko.

Nejznámější porucha sluneční erupce nastala v roce 1859. Známý jako Carringtonova super erupce, narušil globální telegrafické systémy. Pokud by k takové události došlo dnes, někteří vědci věří, že by to způsobilo globální katastrofu.

Protože sluneční aktivita může mít na Zemi takový dopad, vědci ji sledují od roku 1755, kdy byl pozorován začátek prvního cyklu. Od té doby prošlo slunce 24 úplnými cykly. 25. cyklus začal v roce 2019 a přechod z 24. cyklu byl neobvykle tichý, což je pro vědce zmatené, kteří sledují sluneční aktivitu.

Astronomové věří, že slunce a všechny planety byly vytvořeny z oblaku vesmírného plynu. Když se plyn stáhl pod gravitační silou, začal se točit a jak můžete očekávat, slunce se stále točí. Jelikož je velká koule plynu, nedává tuto skutečnost snadno najevo. Vědci vědí, protože jsou schopni sledovat pohyb slunečních skvrn na povrchu.

Protože slunce je většinou plyn, jeho různé části rotují různou rychlostí. Rovníková oblast má rotační periodu 25 dní, ale rotace v polárních oblastech trvá 36 dní. Jádro a radiační zóna se navíc chovají jako pevné těleso a otáčejí se jako jednotka, zatímco rotace v konvekční zóně a fotosféře je chaotičtější. Přechod mezi těmito dvěma rotačními zónami je známý jako tachoklin.

Pamatujte, že slunce je populace, kterou označuji jako hvězda, což znamená, že obsahuje kovy. Jedním z nich je železo a přítomnost železa v rotujícím těle je receptem na magnetické pole. Sluneční magnetické pole je asi dvakrát tak silné jako Země, ale protože slunce je mnohem větší, jeho pole se rozprostírá mnohem dále. Nejvzdálenější úseky tohoto magnetického pole, nesené proudem nabitých částic známých jako sluneční vítr, sahají dokonce až za okraj sluneční soustavy.

Nikdo pravděpodobně nebude poblíž, takže to uvidíte, ale slunce se nakonec promění v jeden z nejmalebnějších objektů ve vesmíru - planetární mlhovina. Než k tomu ale dojde, žlutý trpaslík, kterého jsme poznali a na kterém jsme závislí, bude růst a expandovat, dokud jeho vnější poloměr nedosáhne oběžné dráhy Země. Slunce pohltí Zemi, která přestane existovat, ale nehrozí žádná tragédie. Právě to se stane s hvězdami o velikosti slunce.

Na rozdíl od velmi velkých horkých hvězd, které se pod svou vlastní tíhou zhroutí, aby se staly supernovou a stáhly se do neutronů hvězdy nebo dokonce gravitační singularity známé jako černé díry, hvězdy velikosti slunce stárnou mnohem víc sedativně.

Když slunci dojde vodík, který hoří ve svém jádru, začne se hroutit, ale zesílí se gravitační síly zahájí proces fúze hélia a kolaps se promění v nové období roku rozšíření. Vnější skořápka se nafoukne na téměř oběžnou dráhu Marsu a ochladí se a ze slunce se stane červený obr.

Když jádru dojde tavitelný materiál, znovu se zhroutí, ale vnější obal bude příliš daleko na to, aby byl přitahován, a jednoduše odejde. Mezitím superhorké jádro vyšle ionizující paprsky záření, které promění rozptýlený mrak, který je nyní planetární mlhovinou, v bouřlivou barevnou show.

Známé snímky mlhoviny Helix, prstencové mlhoviny a dalších mezihvězdných zázraků dávají ochutnat to, co je na slunci asi za 5 miliard let, dá nebo vezme eon.