חמש מאפייני השמש

השמש היא רק אחד ממיליארדי ומיליארדי כוכבים בחלק היקום שאנחנו יכולים לראות, אבל זה הכוכב שנותן חיים לכדור הארץ, ולכן הוא זה שבני האדם הם בצדק ביותר מעוניין. אבל אם ישויות מתרבויות בחלקים אחרים של הגלקסיה מתקשרות איתנו בפומבי, עם זאת, הן בטח ינפצו כל אשליות של הוד והדר בנוגע לכוכב הבית שלנו.

בטח, זה נראה גדול וחם מכאן, אבל בהשוואה לכוכבים אחרים, הוא קטן ומגניב יחסית. זה אולי ביתה של מערכת עולמות, אבל זה שווה למהלך ככל שמגיעים הכוכבים. "אין מה לראות כאן, אנשים," החייזרים עשויים להיפטר כשהם מכוונים את תרמילי החלל הבין-ממדיים שלהם לעבר מערכות כוכבים דרמטיות יותר.

לא יהיה צורך להתייאש ממפגש כל כך מטומטם, אילו היה מתרחש אי פעם. המאפיינים הפיזיים של השמש אולי אינם מיוחדים בהשוואה לכוכבים אחרים, אך תכונות אלה הולידו חיי אדם, וזה לא רק מיוחד; זה פלאי.

יש אינספור תכונות של השמש להעריך, אך להלן חמש מהבולטות ביותר, בנוסף מבט בונוס לעתיד השמש.

אסטרופיסיקאים מסווגים את השמש כגמד צהוב, מה שמעניק לכם מיד מושג היכן היא עומדת במונחים של הכוכבים האחרים המאכלסים את היקום, חלקם ענקים. במונחים מדעיים, השמש מסווגת כ- אוכלוסייה אני, כוכב G2V (V הוא הספרה הרומית 5).

רוב הכוכבים בחלקנו של הגלקסיה הם כוכבי אוכלוסייה 1. הם עשירים במתכות, כלומר צעירים יחסית. מתכות מיוצרות בשלבים הגוססים של כוכבים גדולים, וכוכבי אוכלוסייה I נולדים מהפסולת מאותם כוכבים. כוכבי אוכלוסייה I הם בדרך כלל לא יותר מכמה מיליארדי שנים. על פי הערכות גיל השמש הוא 5 מיליארד שנים.

האות G מתייחסת לסיווג הספקטרום של השמש, שהוא מדד לחמה ובהירה בהשוואה לכוכבים אחרים. ישנם שבעה סיווגים של כוכבים, המסומנים באותיות O, B, A, F, G, K ו- M. O מייעד כוכבים ענקיים שחמים כל כך שהם פולטים אור כחול, ו- M מייעד כוכבים ננסיים מגניבים הפולטים אור בתחום האינפרא אדום. כגמד צהוב, השמש נמוכה מהממוצע בגודלה ובטמפרטורה.

הספרה הרומית V מסמנת שהשמש היא כוכב ברצף ראשי, כלומר היא נמצאת באמצע החיים שלה, במהלכו היתוך של מימן להליום המתרחש בליבתו מייצר מספיק לחץ כדי למנוע כוח משיכה הִתמוֹטְטוּת. המספר 2 מתייחס באופן ספציפי יותר למאפיינים ספקטרליים.

משך הזמן בו כוכב נשאר ברצף הראשי תלוי בעיקר במסתו. השמש נמצאת ברצף הראשי במשך 5 מיליארד שנים ותישאר שם עוד 5 מיליארד שנים.

רחוק מלהיות רק כדור גדול של גז בוער, לשמש יש מבנה פנימי מורכב שיוצר ארבע שכבות נפרדות. מדענים מחלקים את השכבה החיצונית, האטמוספירה, לשלוש שכבות משנה. שש שכבות השמש כוללות את הליבה, אזור הקרינה, אזור ההסעה, הפוטוספירה, הכרומוספירה והקורונה.

הליבה: החלק החם ביותר של השמש, הליבה, הוא המקום בו מתרחש היתוך מימן. כוחות הכבידה חזקים כל כך בליבה שהם סוחטים מימן לנוזל בעל פי 150 צפיפות המים. הטמפרטורה בליבה היא 15 מיליון מעלות צלזיוס, או 28 מיליון מעלות פרנהייט.

אזור הקרינה: האזור הסובב ישירות את הליבה יורד בצפיפות ברדיוס הולך וגובר, אך הוא עדיין צפוף מספיק כדי למנוע בריחת אור. קרינה המיוצרת על ידי תגובת ההיתוך המתרחשת ברציפות בליבה נדרשת 100 אלף שנה להקפיץ באזור הקרינה לפני שהיא בורחת לחלל.

אזור ההסעה: אזור ההסעה הוא אזור של מערבולת גבוהה המשתרע מעומק של 200,000 ק"מ למשטח הגלוי. באזור זה, הצפיפות נופלת לרמה המאפשרת להמיר אור מהליבה לחום. גזים ופלסמות מחוממות-על עולים, מתקררים ונופלים שוב ויוצרים קלחת מורכבת של בועות גדולות, הנקראות תאי הסעה.

פוטוספירה: שכבת האטמוספירה של השמש הנראית מכדור הארץ היא הפוטוספירה. הטמפרטורה התקררה ל -5,800 צלזיוס. הפוטוספירה נבחרת באמצעות התלקחויות שמש וכתמי שמש, שהם אזורים כהים וקרירים שנוצרים כאשר השדה המגנטי של השמש פורץ אל פני השטח.

הכרומוספירה: בכרומוספירה, המשתרעת כ -2,000 ק"מ מעל הפוטוספרה, הטמפרטורה עולה ל -20,000 צלזיוס (36,032 F). לשכבה זו יש את השם שהיא עושה מכיוון שצבע האור הנפלט הופך לאדמדם.

הקורונה: השכבה החיצונית ביותר של השמש, הקורונה, אינה נראית בדרך כלל, אך היא נראית מכדור הארץ במהלך ליקוי חמה מוחלט. צפיפות הגזים קטנה כמיליארד פעמים ממים, אך הטמפרטורה יכולה להיות גבוהה עד 2 מיליון צלזיוס (3.6 מיליון צלזיוס). הסיבה לעלייה זו אינה מובנת לחלוטין, אך מדענים חושדים שזה קשור לסופות מגנטיות המתרחשות שם כל הזמן.

בעיני כוכבים אחרים ביקום, השמש אולי ננסית, אך עבור אנשים על כדור הארץ היא ענקית ללא הבנה. אחת התכונות השמורות ביותר של השמש היא שתוכל להכניס לתוכה 1.3 מיליון כוכבי לכת בגודל כדור הארץ. אם תסדר את כוכבי הלכת האלה זה לצד זה, תצטרך 109 מהם בכדי להקיף את קוטר השמש.

מבחינת סטטיסטיקה, קוטר השמש הוא כ -1.4 מיליון ק"מ (864,000 ק"מ), והיקפו הוא כ -4.4 מיליון ק"מ (2.7 מיליון ק"מ). יש לו נפח של 1.4 × 10²⁷ מטר מעוקב ומסה של 2 × 10³⁰ קילוגרמים שהם פי 330,000 ממסת כדור הארץ.

למרות שהשמש כה גדולה בהשוואה לכדור הארץ, חשוב לזכור שמדענים צפו בכוכבים גדולים פי כמה. אחד הכוכבים הגדולים עד כה שנצפו הוא הענק האדום Betelgeuse. זה גדול פי 700 מהשמש ובהיר פי 14,000. אם זה היה לוקח את מקומו של השמש, הוא היה משתרע עד למסלול שבתאי.

השדה המגנטי של השמש מחליף את הקוטביות כל 11 שנים, וזה יוצר מחזור מקביל של כתם שמש ופעילות התלקחות סולרית. בתחילת ובסוף כל מחזור, פעילות כתמי השמש חלשה עד לא קיימת, והפעילות היא במקסימום בנקודת האמצע של כל מחזור.

פעילות פני השמש משפיעה על כולם על פני כדור הארץ. בתקופות של פעילות גבוהה על פני השטח, כאשר התרחצויות שמש נפוצות, האורורה הופכת לבולטת יותר, והקרינה המוגברת משפיעה על התקשורת ואף יכולה להוות סכנה בריאותית.

הפרעת ההתלקחות הסולארית הידועה ביותר התרחשה בשנת 1859. המכונה התלקחות העל של קרינגטון, היא שיבשה את מערכות הטלגרף העולמיות. אם אירוע כזה התרחש היום, יש מדענים שמאמינים שהוא יגרום לאסון עולמי.

מכיוון שלפעילות סולארית יכולה להיות השפעה כזו על כדור הארץ, מדענים עוקבים אחריה מאז 1755, אז נצפתה תחילת המחזור הראשון. מאז חווה השמש 24 מחזורים שלמים. המחזור ה -25 החל בשנת 2019, והמעבר ממחזור 24 היה שקט בצורה יוצאת דופן, עובדה שתמהה את המדענים העוקבים אחר פעילות השמש.

אסטרונומים מאמינים כי השמש וכל כוכבי הלכת נוצרו מענן של גז חלל. כשהגז התכווץ בכוח הכבידה, הוא החל להסתובב, וכפי שניתן היה לצפות, השמש עדיין מסתובבת. בהיותו כדור גז גדול, זה לא מסיר עובדה זו בקלות. מדענים יודעים מכיוון שהם מסוגלים לצפות בתנועה של כתמי שמש על פני השטח.

מכיוון שהשמש היא בעיקר גז, חלקים שונים בה מסתובבים בקצב שונה. אזור קו המשווה תקופת סיבוב של 25 יום, אך הסיבוב באזורי הקוטב לוקח 36 יום. יתר על כן, הליבה ואזור הקרינה מתנהגים כמו גוף מוצק ומסובבים כיחידה ואילו הסיבוב באזור הסעה ופוטוספירה הוא כאוטי יותר. המעבר בין שני אזורי סיבוב אלה מכונה טכוקלין.

זכור כי השמש היא אוכלוסייה שאני מככב, מה שאומר שהיא מכילה מתכות. אחד מהם הוא ברזל, והימצאות הברזל בגוף מסתובב היא המתכון לשדה מגנטי. השדה המגנטי של השמש חזק פי שניים מזה של כדור הארץ, אך מכיוון שהשמש גדולה כל כך הרבה, השדה שלה מתרחב הרבה יותר. הנושא על ידי זרם החלקיקים הטעונים המכונה רוח השמש, הרחוקים ביותר של שדה מגנטי זה משתרעים אפילו מעבר לקצה מערכת השמש.

סביר להניח שאיש לא יהיה בסביבה אז ראו את זה, אבל השמש תהפוך בסופו של דבר לאחד האובייקטים הציוריים ביותר בחלל - ערפילית פלנטרית. אולם לפני שזה קורה, הגמד הצהוב שלמדנו ותלוי בו יגדל ויתרחב עד שהרדיוס החיצוני שלו יגיע מעבר למסלול כדור הארץ. השמש תבלע את כדור הארץ, שתפסיק להתקיים, אבל אין שום טרגדיה מעורבת. זה בדיוק מה שקורה לכוכבים בגודל השמש.

בניגוד לכוכבים גדולים וחמים מאוד, שמתמוטטים תחת משקלם בכדי לעבור לסופרנובה ולהתכווץ לנויטרונים כוכבים או אפילו ייחודיות משיכה המכונים חורים שחורים, מככבים בגודל השמש הרבה יותר בישיבה.

כאשר השמש נגמרת למימן להישרף בליבה, היא תתחיל להתמוטט, אך התגברה כוחות הכבידה יתחילו בתהליך היתוך הליום, והקריסה תהפוך לתקופה חדשה של הַרחָבָה. הקליפה החיצונית תתנפח כמעט למסלולו של מאדים ותתקרר, והשמש תהפוך לענק אדום.

כאשר הליבה נגמרת מחומר הפיוז, היא תקרוס שוב, אך המעטפת החיצונית תהיה רחוקה מכדי להימשך אליה ופשוט תיסחף. בינתיים, הליבה העל-חמה תשלח קרני קרינה מייננות, שיהפכו את הענן המפזר, המהווה כיום ערפילית פלנטרית, למופע צבעים סוער.

תמונות ידועות של ערפילית הסליל, ערפילית הטבעת ונפלאות בין כוכביות אחרות נותנות טעימה ממה שמצפה השמש בעוד כחמישה מיליארד שנה, נותנים או לוקחים יון.