Még akkor is, ha nincs különösebb érdeklődése a csillagászat iránt, kétségtelenül csodálkozott azon, hogy mi folyik itt az a hatalmas fényes labda az égen, amely egyszerre veszedelmesen forró és szó szerint életet adó idő. Valószínűleg tudja, hogy a nap egy csillag, hasonlóan a számtalan fényponthoz, amelyek a nap helyét éjszaka a sötétség beálltával csak a közelébe veszik. Lehet, hogy tudja, hogy rendelkezik saját üzemanyag-ellátással, és hogy ez a készlet ugyan nem végtelen, de olyan hatalmas, hogy kiszámíthatatlan. Valószínűleg rájössz, hogy nem lenne jó ötlet sokkal közelebb kerülni a naphoz, még akkor sem, ha képes vagy rá - de hogy majdnem ugyanolyan rossz ötlet lenne messzebb tévedni tőle, mint Ön már, körülbelül 93 millió távolságra mérföld.
Elgondolkodása során azonban nem biztos, hogy figyelembe vette azt az elképzelést, hogy a nap nem egy egységes fénygömb és hő, de ehelyett önálló rétegei vannak, akárcsak a Föld és a Naprendszer többi hét bolygója csinálni. Mik ezek a rétegek - és az emberi tudósok hogyan tudnak a világban egyébként is ilyen nagy távolságból tudni róluk?
A Nap és a Naprendszer
A nap a Naprendszer közepén fekszik (innen ered a név!), És a Naprendszer tömegének 99,8 százalékát adja. A gravitáció hatásainak köszönhetően a Naprendszerben minden - a nyolc bolygó, az öt (egyelőre) törpe bolygó, e bolygók és törpebolygók holdjai, az aszteroidák és más kisebb elemek, például az üstökösök - a nap. A Merkúr bolygó alig kevesebb mint 88 Föld-napot vesz igénybe egy nap körüli utazás teljesítéséhez, míg a Neptunusz csaknem 165 Föld-évet vesz igénybe.
A nap a csillagok elmúlásával meglehetősen le nem írt csillag, és megszerzi a "sárga törpe" besorolást. Körülbelül kb 4,5 milliárd év, a nap körülbelül 26 000 fényévre fekszik a lakott galaxis közepétől, a Tejútról Galaxy. Összehasonlításképpen, egy fényév az a távolság, amelyet a fény egy év alatt megtesz, körülbelül 6 billió mérföld. Bármilyen hatalmas maga a naprendszer, a Neptunusz, a naptól legtávolabbi bolygó közel 2,8 milliárd mérföld távolságra, alig 1/2000-es fényévnyire van a naptól.
A Nap amellett, hogy gigantikus kemenceként működik, erős belső elektromos árammal is rendelkezik. Az elektromos áramok mágneses tereket generálnak, és a Nap hatalmas mágneses mezővel rendelkezik, amely átterjed a naprendszer, mint napszél - elektromos töltésű gáz, amely mindenben kifelé repül a naptól irány.
A Nap csillag?
A nap, amint azt megjegyeztük, sárga törpe, de formálisabban a G2 spektrális osztályú csillagok közé sorolja. A csillagokat a legforróbbaktól a legmenőbbekig O, B, A, F, G, K vagy M típusú csillagokba sorolják. A legforróbbak felületi hőmérséklete körülbelül 30 000–60 000 Kelvin (K), míg a nap felületi hőmérséklete viszonylag szöges 5780 K. (Tájékoztatásul a Kelvin-fok ugyanolyan "méretű", mint a Celsius-fok, de a skála 273 fokkal alacsonyabban kezdődik. Vagyis 0 K vagy "abszolút nulla" egyenlő –273 C, 1273 K egyenlő 1000 C és így tovább. Ezenkívül a fokjelet kihagyják a kelvin egységekből.) A nap sűrűsége, amely sem szilárd, a sem folyékony, sem gáz, és a legjobban plazmának minősül (azaz elektromosan töltött gáznak), kb. 1,4-szerese víz.
Egyéb létfontosságú napstatisztikák: A nap tömege 1,989 × 1030 kg és kb. 6,96 × 10 sugarú8 m. (Mivel a fénysebesség 3 × 108 m / s, a nap egyik oldalának fénye valamivel több, mint két másodpercig tart, amíg a középső részen át nem halad másik oldal.) Ha a nap olyan magas lenne, mint mondjuk egy tipikus ajtó, akkor a Föld körülbelül olyan magas lenne, mint egy amerikai nikkel él. Mégis a nap átmérőjének 1000-szeres csillagai léteznek, csakúgy, mint a százszor kisebb szélességű törpecsillagok.
A nap is 3,85 × 10-et tesz ki26 watt teljesítmény, négyzetméterenként körülbelül 1340 watt jut el a Földre. Ez 4 × 10 fényerőt jelent33 ergs. Ezek a számok valószínűleg nem jelentenek külön-külön sokat, de referenciaként: a "csak" 9 kitevője milliárdokat jelent, míg a 12-es kitevő billiót jelent. Óriási alakok ezek! Néhány csillag azonban akár milliószor is világosabb, mint a nap, ami azt jelenti, hogy teljesítményük milliószor nagyobb. Ugyanakkor egyes csillagok körülbelül ezerszer kevésbé világítanak.
Érdekes megjegyezni, hogy annak ellenére, hogy a nap az egész rendszerben legjobb esetben szerény csillagnak minősül, mégis tömegesebb, mint a létező ismert csillagok 95 százaléka. Ennek az a következménye, hogy a legtöbb csillag jóval túl van a korán, és azóta jelentősen csökkent Életük csúcspontja évmilliárdokkal korábban, és most viszonylag öregkorukban folytatódik névtelenség.
Mi a Nap négy régiója?
A nap négy térre osztható régiók, amely magában foglalja a magot, a sugárzási zónát, a konvekciós zónát és a fotoszférát. Ez utóbbi két további ülés alatt ül rétegek, amelyet a következő szakaszban tárunk fel. A keresztmetszetből álló napdiagram, például egy pontosan félbevágott gömb belsejének képe kört tartalmazna a magot reprezentáló központ, majd körbefutó gyűrűk belülről kifelé a sugárzó zónát, a konvektív zónát és fotoszféra.
A mag a nap fénye, ahol minden, amit a Földön megfigyelők fényként és hőként mérhetnek, ered. Ez a régió a nap közepétől az út egynegyedéig terjed. A becslések szerint a nap közepén a hőmérséklet körülbelül 15,5 millió K és 15,7 millió K között van, ami körülbelül 28 millió Fahrenheit foknak felel meg. Ez azt jelenti, hogy a körülbelül 5 780 K felületi hőmérséklet pozitívan hidegnek tűnik. A mag belsejében lévő hőt a magfúziós reakciók állandó elzáródása hozza létre, amelyben két molekula a hidrogén elegendő erővel egyesül ahhoz, hogy héliummá (más szóval a hidrogénmolekulákká) egyesüljenek biztosíték.)
A sugárzó zóna A napfényt azért nevezték el, mert ebben a gömbhéjban található - ez a régió a nap közepétől kb. negyedével kezdődik, ahol a mag véget ér, és kb. a nap felszínének háromnegyede, ahol találkozik a konvektív zónával - hogy a mag belsejében lévő fúzióból felszabaduló energia minden irányban kifelé halad, vagy sugárzik. Meglepő módon nagyon sok időbe telik, amíg az energia kisugárzása áthalad a sugárzó régió vastagságán - sőt, több százezer évig! Bármennyire is valószínűtlennek tűnik ez, a napsütéses időben ez egyáltalán nem túl hosszú, tekintve, hogy a nap már 4,5 milliárd éves, és még mindig erősen megy.
A konvektív zóna a nap térfogatának legkülső negyedének legnagyobb részét elfoglalja. Ennek a zónának az elején (vagyis belül) a hőmérséklet körülbelül 2 000 000 K és csökken. Ennek eredményeként a nap belsejét alkotó plazmaszerű anyag - akár hiszed, akár nem - túl hűvös és átlátszatlan, hogy a hő és a fény tovább haladhasson a napfelszín felé sugárzás. Ehelyett ezt az energiát konvekcióval továbbítják, ami lényegében a fizikai közeg felhasználása az energia áthelyezéséhez ahelyett, hogy egyedül vezetne. (A forrásban lévő vizes edény aljától a felszínre emelkedő és a felpattanó hőt felszabadító buborékok a konvekció példája.) ellentétben a sugárzó zónában történő navigáláshoz szükséges hosszú idővel, az energia viszonylagosan mozog a konvekciós zónában gyorsan.
A fotoszféra egy zónából áll, amelyben a naprétegek teljesen átlátszatlanná válnak, így blokkolják a sugárzást, átlátszóvá. Ez azt jelenti, hogy a fény és a hő akadálytalanul átmehet. A fotoszféra tehát a nap rétege, amelyből a szabad emberi szem számára látható fény bocsátódik ki. Ez a réteg csak 500 km vastag, ami azt jelenti, hogy ha az egész napot egy hagymához hasonlítják, a fotoszféra képviseli a hagyma bőrét. A régió alján a hőmérséklet melegebb, mint a nap felszínén, bár drámai módon nem - kb. 7500 K, a különbség kevesebb, mint 2000 K.
Mik a naprétegek?
Mint megjegyeztük, a Nap magja, sugárzási zónája, konvektív zónája és fotoszférája régióknak számít, de mindegyik a Nap egyik rétegének is besorolható, amelynek száma hat. A fotoszférán kívül található a Nap légköre, amely két réteget foglal magában: a kromoszférát és a koronát.
A kromoszféra körülbelül 2000–10 000 km-re nyúlik a nap felszíne (vagyis a fotoszféra legkülső része) felett, attól függően, hogy milyen forrást keres. Érdekes módon a hőmérséklet némileg kiszámíthatóan csökken, ha növekszik a távolság a A fotoszféra eleinte, de aztán ismét emelkedni kezd, valószínűleg a nap hatásainak köszönhetően mágneses mező.
A korona (Latinul: "korona") a kromoszféra felett a nap sugarának többszörösére nyúlik, és akár 2 000 000 K hőmérsékletet is elér, hasonlóan a konvekciós zóna belsejéhez. Ez a napréteg nagyon gyenge, csak körülbelül 10 atomot tartalmaz cm-enként3, és erősen keresztezik egymást a mágneses mező vonalai. Ezeken a mágneses mezők mentén "áramforrások" és gázcsomók keletkeznek, amelyeket a napszél kifelé fúj, megadva a napnak azt a jellegzetes megjelenését, hogy inasai vannak a fénynek, amikor a nap fő része elhomályosult.
Melyek a Nap külső részei?
Mint megjegyeztük, a nap legkülső részei a fotoszféra, amely része a napnak, valamint a kromoszféra és a korona, amelyek a nap légkörének részét képezik. Így a nap három belső részből (a mag, a sugárzó zóna és a konvektív zóna) és három külső részből (a fotoszféra, a kromoszféra és a korona) képezhető.
Számos érdekes esemény bontakozik ki a nap felszínén vagy közvetlenül a felett. Ezek egyike a napfolt, amelyek viszonylag hűvös (4000 K) területeken képződnek a fotoszférában. A másik a napkitörések, amelyek robbanásveszélyes események a felszínen, amelyet a nap atmoszférájának régiói nagyon intenzíven megvilágítanak röntgen, ultraibolya és látható fény formájában. Ezek néhány percig tartó időszakokban bontakoznak ki, majd valamivel hosszabb, egy órás vagy annál hosszabb időtartam alatt elhalványulnak.