Čak i ako astrologiju ne zanimate posebno - zasad - nesumnjivo ste se pitali što se događa ta masivna svijetla kugla na nebu koja je i opasno vruća i u isto vrijeme doslovno životvorna vrijeme. Vjerojatno znate da je sunce zvijezda, slično poput bezbrojnih svjetlosnih točaka koje zauzimaju mjesto sunca noću kad zavlada mrak, samo bliže. Možda znate da ima vlastitu opskrbu gorivom i da je ta opskrba, iako nije beskonačna, toliko velika da je neprocjenjiva. Vjerojatno shvaćate da ne bi bila sjajna ideja približiti se puno suncu čak i kad biste to imali mogućnost - ali da bi bila gotovo jednako loša ideja udaljiti se daleko dalje od nje već na udaljenosti od oko 93 milijuna milja.
Međutim, u svom razmišljanju možda niste uzeli u obzir ideju da sunce nije jednolična kugla svjetlosti i toplina, ali umjesto toga ima samostalne slojeve, baš poput Zemlje i ostalih sedam planeta u Sunčevom sustavu čini. Koji su to slojevi - i kako uopće svjetski znanstvenici uopće mogu znati o njima s tako velike daljine?
Sunce i Sunčev sustav
Sunce leži u središtu Sunčevog sustava (otuda i naziv!) I čini 99,8 posto mase Sunčevog sustava. Zahvaljujući utjecajima gravitacije, sve u Sunčevom sustavu - osam planeta, pet (za sada) patuljastih planeta, mjeseci tih planeta i patuljastih planeta, asteroidi i drugi sporedni elementi poput kometa - vrte se oko Sunce. Planetu Merkuru treba nešto manje od 88 zemaljskih dana da bi obavio jedno putovanje oko Sunca, dok Neptunu treba gotovo 165 zemaljskih godina.
Sunce je prilično neopisiva zvijezda kako zvijezde odlaze, zaradivši klasifikaciju "žutog patuljka". S dobi od oko 4,5 milijarde godina, sunce se nalazi na oko 26 000 svjetlosnih godina od središta galaksije u kojem obitava, Mliječne staze Galaksija. Za referencu, svjetlosna godina je udaljenost koju svjetlost prijeđe u jednoj godini, oko 6 bilijuna milja. Bez obzira koliko je Sunčev sustav prostran, Neptun, najudaljeniji planet od Sunca na udaljenosti od gotovo 2,8 milijardi milja, udaljen je od Sunca jedva 1/2000 svjetlosne godine.
Sunce, osim što funkcionira kao gorostasna peć, ima i snažnu unutarnju električnu struju. Električne struje generiraju magnetska polja, a Sunce ima ogromno magnetsko polje koje se širi Sunčev sustav kao solarni vjetar - električno nabijeni plin koji leti prema van od sunca smjer.
Je li Sunce zvijezda?
Sunce je, kako je napomenuto, žuti patuljak, ali formalnije je klasificirano kao zvijezda G2 spektralne klase. Zvijezde su klasificirane redom od najtoplijih do najhladnijih kao zvijezde tipa O, B, A, F, G, K ili M. Najtopliji imaju površinsku temperaturu od oko 30.000 do 60.000 Kelvina (K), dok je sunčeva površinska temperatura relativno mlaka 5.780 K. (Za referencu, Kelvinovi stupnjevi su iste "veličine" kao Celzijevi stupnjevi, ali ljestvica započinje 273 stupnja niže. Odnosno, 0 K ili "apsolutna nula" jednako je -273 C, 1.273 K jednako 1.000 C i tako dalje. Također, simbol stupnja izostavljen je iz Kelvinovih jedinica.) Gustoća sunca, koja nije niti krutina, a tekućina niti plin i najbolje se klasificira kao plazma (tj. električno nabijeni plin), oko je 1,4 puta veća od voda.
Ostale vitalne solarne statistike: Sunce ima masu 1,989 × 1030 kg i polumjerom oko 6,96 × 108 m. (Budući da je brzina svjetlosti 3 × 108 m / s, svjetlosti s jedne strane sunca trebale bi malo više od dvije sekunde da prođe skroz kroz sredinu do s druge strane.) Da je sunce visoko poput recimo tipičnih vrata, Zemlja bi bila visoka otprilike kao američki nikl na kojem stoji rub. Ipak postoje zvijezde 1000 puta veće od promjera sunca, kao i patuljaste zvijezde manje od stotine širine.
Sunce također ugasi 3,85 × 1026 vati snage, od kojih oko 1340 vata po kvadratnom metru dopire do Zemlje. To znači da je sjaj 4 × 1033 ergovi. Ti brojevi vjerojatno ne znače puno izolirano, ali za referencu, eksponent "samo" 9 podrazumijeva milijarde, dok se eksponent 12 prevodi u bilijune. To su ogromne brojke! Ipak, neke su zvijezde milijun puta svjetlije od sunca, što znači da je njihova snaga milion puta veća. Istodobno, neke su zvijezde tisuću puta manje svijetleće.
Zanimljivo je primijetiti da iako je Sunce u cjelini u cjelini klasificirano kao skromna zvijezda, ono je ipak masivnije od 95 posto poznatih zvijezda koje postoje. Implikacija ovoga je da je većina zvijezda već daleko od svojih godina i od tada se znatno smanjila njihov životni vijek dosegnuo je milijardama godina ranije, a sada se u starosti nastavlja u relativno anonimnost.
Koje su četiri regije Sunca?
Sunce se može podijeliti na četiri prostorne regijama, koji se sastoji od jezgre, zone zračenja, konvektivne zone i fotosfere. Ovaj drugi nalazi se ispod dva dodatna slojevi, koji će biti istraženi u sljedećem odjeljku. Dijagram sunca koji se sastoji od presjeka, poput pogleda na unutrašnjost kugle koja je prerezana točno na pola, tako bi uključivao krug u središte koje predstavlja jezgru, a zatim uzastopno prstenovi oko nje iznutra prema van označavajući zračnu zonu, konvektivnu zonu i fotosfera.
The jezgra sunca je mjesto odakle potječe sve što promatrači na Zemlji mogu mjeriti kao svjetlost i toplinu. Ova se regija proteže prema van na oko četvrtine puta od središta sunca. Procjenjuje se da je temperatura u samom središtu sunca oko 15,5 milijuna K do 15,7 milijuna K, što je oko 28 milijuna stupnjeva Fahrenheita. Zbog toga se površinska temperatura od oko 5780 K čini pozitivno hladnom. Toplina unutar jezgre generira se stalnim naletom reakcija nuklearne fuzije, u kojem su dvije molekule vodik se kombinira s dovoljnom silom da uzrokuje njihovo spajanje u helij (drugim riječima, molekule vodika osigurač.)
The zona zračenja sunca je tako nazvano jer se nalazi u ovoj sfernoj ljusci - području koje počinje otprilike četvrtinu puta od središta sunca, gdje jezgra završava, i proteže se prema van tri četvrtine puta do sunčeve površine gdje se susreće s konvektivnom zonom - da energija oslobođena fuzijom unutar jezgre putuje prema van u svim smjerovima, ili zrači. Iznenađujuće, zračenju je potrebno jako puno vremena da putuje kroz debljinu područja zračenja - zapravo nekoliko stotina tisuća godina! Koliko god ovo vjerojatno zvučalo nevjerojatno, u sunčevom vremenu to uopće nije jako dugo, s obzirom na to da je sunce već staro 4,5 milijarde godina i još uvijek jača.
The konvektivna zona zauzima većinu najudaljenije jedne četvrtine sunčevog volumena. Na početku ove zone (odnosno iznutra) temperatura je oko 2.000.000 K i pada. Kao rezultat toga, materijal sličan plazmi koji tvori sunčevu unutrašnjost je, vjerovali ili ne, previše hladan i neproziran da omogući toplini i svjetlosti da nastave putovati prema sunčevoj površini u obliku radijacija. Umjesto toga, ta se energija prenosi konvekcijom, što je u osnovi upotreba fizičkih medija za prebacivanje energije, umjesto da joj se omogući samostalna vožnja. (Mjehurići koji se dižu s dna posude s kipućom vodom na površinu i oslobađaju toplinu dok iskaču predstavljaju primjer konvekcije.) U za razliku od dugog vremenskog razdoblja potrebnog energiji za navigaciju u radijacijskoj zoni, energija se relativno kreće kroz zonu konvekcije brzo.
The fotosfera sastoji se od zone u kojoj se sunčevi slojevi mijenjaju iz potpuno neprozirne, blokirajući zračenje, u prozirnu. To znači da i svjetlost kao i toplina mogu nesmetano prolaziti. Fotosfera je dakle sloj sunca iz kojeg se emitira svjetlost vidljiva nepomičnim ljudskim okom. Ovaj je sloj debeo samo 500 km, što znači da ako je cijelo sunce uspoređeno s lukom, fotosfera predstavlja kožu luka. Temperatura na dnu ovog područja je vruća nego na sunčevoj površini, iako ne dramatično - oko 7.500 K, razlika manja od 2.000 K.
Koji su slojevi sunca?
Kao što je napomenuto, sunčeva jezgra, zona zračenja, konvektivna zona i fotosfera smatraju se regijama, ali svaka se također može klasificirati kao jedan od sunčevih slojeva, kojih ima šest. Izvan fotosfere je sunčeva atmosfera koja uključuje dva sloja: kromosferu i koronu.
The kromosfera proteže se oko 2000 do 10 000 km iznad površine sunca (to jest, najudaljenijeg dijela fotosfere), ovisno o tome koji izvor konzultirate. Zanimljivo je da temperatura donekle predvidljivo pada s povećanjem udaljenosti od fotosfere u početku, ali onda se ponovno počinje dizati, moguće zbog utjecaja sunca magnetsko polje.
The korona (Latinski "kruna") proteže se iznad kromosfere na udaljenost nekoliko puta veću od sunčevog radijusa i doseže temperature čak 2 000 000 K, slično unutrašnjosti zone konvekcije. Ovaj solarni sloj vrlo je slab, sadrži samo oko 10 atoma po cm3, a jako je ispresijecan linijama magnetskog polja. Duž ovih linija magnetskog polja stvaraju se "struje" i plimovi plina koje solarni vjetar izbacuje prema van, dajući suncu karakterističan izgled da ima vitice svjetlosti kada je glavni dio sunca prikriveni.
Koji su vanjski dijelovi Sunca?
Kao što je napomenuto, najudaljeniji dijelovi sunca su fotosfera koja je dio vlastitog sunca i kromosfera i korona koji su dio sunčeve atmosfere. Tako se Sunce može prikazati kao da ima tri unutarnja dijela (jezgra, zračenje i konvektivno područje) i tri vanjska dijela (fotosfera, kromosfera i korona).
Brojni zanimljivi događaji odvijaju se na ili neposredno iznad površine sunca. Jedna od njih su sunčeve pjege koje se stvaraju u fotosferi na relativno hladnim (4.000 K) područjima. Druga su solarne baklje, koje su eksplozivni događaji na površini obilježeni vrlo intenzivnim osvjetljavanjem područja sunčeve atmosfere u obliku x-zraka, ultraljubičastog i vidljivog svjetla. Oni se odvijaju tijekom razdoblja od nekoliko minuta, a zatim blijede tijekom nešto duljeg vremenskog okvira od jednog sata ili oko toga.