Päť charakteristík Slnka

Slnko je iba jednou z miliárd a miliárd hviezd v časti vesmíru, ktorú môžeme vidieť, ale je to hviezda, ktorá dáva život Zemi, takže je to práve ona, v ktorej je ľudí právom najviac záujem. Ak s nami bytosti z civilizácií v iných častiach galaxie niekedy budú komunikovať verejne, pravdepodobne rozbijú akékoľvek ilúzie vznešenosti, ktoré by sme o našej domácej hviezde mohli mať.

Iste, odtiaľto to vyzerá veľké a horúce, ale v porovnaní s inými hviezdami je to malé a relatívne super. Môže to byť domov pre systém svetov, ale to je samozrejme rovnaké, pokiaľ ide o hviezdy. „Nič tu nie je vidieť, priatelia,“ mohli by mimozemšťania vtipkovať, keď zamerali svoje interdimenzionálne vesmírne pody na dramatickejšie hviezdne systémy.

Ak by k tomu niekedy došlo, nebolo by potrebné, aby vás takéto unavené stretnutie odradilo. Fyzikálne vlastnosti slnka nemusia byť v porovnaní s inými hviezdami zvláštne, ale tieto vlastnosti splodili ľudský život, a to nie je len zvláštne; je to zázračné.

Existuje nespočetné množstvo vlastností slnka, ktoré treba oceniť, ale tu je päť najvýznamnejších plus bonusový pohľad do budúcnosti slnka.

Astrofyzici klasifikujú slnko ako žltého trpaslíka, ktorý vám okamžite poskytne predstavu o tom, kde stojí, pokiaľ ide o ďalšie hviezdy obývajúce vesmír, z ktorých niektoré sú obri. Z vedeckého hľadiska je slnko klasifikované ako a populácia I, hviezda G2V (V je rímska číslica 5).

Väčšina hviezd v našej časti galaxie sú hviezdy populácie I. Sú bohaté na kovy, čo znamená, že sú relatívne mladé. Kovy sa vyrábajú počas štádií umierania veľkých hviezd a hviezdy populácie I sa rodia z trosiek týchto hviezd. Hviezdy populácie I zvyčajne nie sú staršie ako niekoľko miliárd rokov. Vek slnka sa odhaduje na 5 miliárd rokov.

Písmeno G označuje spektrálnu klasifikáciu slnka, ktorá je mierou toho, aké horúce a jasné je v porovnaní s inými hviezdami. Existuje sedem klasifikácií hviezd označených písmenami O, B, A, F, G, K a M. O označuje gigantické hviezdy, ktoré sú také horúce, že vyžarujú modré svetlo, a M označuje chladné trpasličie hviezdy, ktoré vyžarujú svetlo v infračervenom rozsahu. Ako žltý trpaslík je slnko podpriemerné čo do veľkosti a teploty.

Rímska číslica V znamená, že slnko je hviezdou hlavnej postupnosti, čo znamená, že je v strednej časti svojho života, počas ktorého fúzia vodíka do hélia prebiehajúca v jeho jadre vytvára dostatočný tlak na zabránenie gravitácii zrútiť sa. Číslo 2 sa konkrétnejšie týka spektrálnych charakteristík.

Dĺžka času, ktorý zostáva hviezde v hlavnej postupnosti, väčšinou závisí od jej hmotnosti. Slnko je v hlavnej postupnosti 5 miliárd rokov a zostane tam ďalších 5 miliárd rokov.

Slnko zďaleka nie je len veľkou guľou horiaceho plynu, ale má zložitú vnútornú štruktúru, ktorá vytvára štyri odlišné vrstvy. Vedci ďalej delia vonkajšiu vrstvu, atmosféru, na tri podvrstvy. Šesť vrstiev slnka zahrnuje jadro, radiačnú zónu, konvekčnú zónu, fotosféru, chromosféru a korónu.

Jadro: Najteplejšia časť slnka, jadro, je miesto, kde dochádza k fúzii vodíka. Gravitačné sily sú v jadre také silné, že stláčajú vodík do kvapaliny s asi 150-násobnou hustotou vody. Teplota v jadre je 15 miliónov stupňov Celzia alebo 28 miliónov stupňov Fahrenheita.

Radiačná zóna: Zóna priamo obklopujúca jadro klesá s pribúdajúcim polomerom s hustotou, ale stále je dosť hustá na to, aby zabránila úniku svetla. Žiarenie produkované fúznou reakciou kontinuálne prebiehajúcou v jadre trvá 100 000 rokov, kým sa v radiačnej zóne odrazí, kým unikne do vesmíru.

Konvekčná zóna: Konvekčná zóna je oblasť s vysokými turbulenciami, ktorá siaha od hĺbky 200 000 km po viditeľný povrch. V tejto zóne hustota klesá na úroveň, ktorá umožňuje premenu svetla z jadra na teplo. Prehriate plyny a plazmy stúpajú, ochladzujú sa a opäť klesajú a vytvárajú zložitý kotol s veľkými bublinami, ktorý sa nazýva konvekčné bunky.

Fotosféra: Vrstva slnečnej atmosféry, ktorá je viditeľná zo Zeme, je fotosféra. Teplota sa ochladila na 5 800 C (10 000 F). Fotosféra je označená slnečnými erupciami a slnečnými škvrnami, čo sú tmavé, chladné oblasti, ktoré vznikajú pri prenikaní slnečného magnetického poľa na povrch.

Chromosféra: V chromosfére, ktorá sa rozprestiera asi 2 000 km nad fotosférou, teplota stúpa na 20 000 C (36 032 F). Názov tejto vrstvy má, pretože farba vyžarovaného svetla sa zmení na červenkastú.

Koróna: Vonkajšia vrstva slnka, koróna, je zvyčajne neviditeľná, ale zo Zeme sa stáva viditeľnou počas úplného zatmenia slnka. Hustota plynov je asi miliardkrát nižšia ako voda, ale teplota môže byť až 2 milióny C (3,6 milióna F). Príčina tohto nárastu nie je úplne pochopená, ale vedci predpokladajú, že to súvisí s magnetickými búrkami, ktoré sa tam neustále vyskytujú.

Pre iné hviezdy vo vesmíre môže byť slnko trpaslík, ale pre ľudí na Zemi je nepochopiteľne obrovský. Jednou z najčastejšie uvádzaných vlastností slnka je, že by ste do neho mohli napchať 1,3 milióna planét veľkosti Zeme. Ak by ste usporiadali tieto planéty vedľa seba, potrebovali by ste ich 109, aby ste presahovali priemer slnka.

Pokiaľ ide o štatistiku, priemer slnka je asi 1,4 milióna km (864 000 míľ) a jeho obvod je asi 4,4 milióna km (2,7 milióna míľ). Má objem 1,4 × 10²⁷ metrov kubických a hmotnosť 2 × 10³⁰ kilogramov, čo je asi 330 000-násobok hmotnosti Zeme.

Aj keď je slnko v porovnaní so Zemou také veľké, je treba pamätať na to, že vedci pozorovali mnohonásobne väčšie hviezdy. Jednou z doteraz najväčších pozorovaných hviezd je červený obor Betelgeuse. Je asi 700-krát väčší ako slnko a asi 14 000-krát jasnejší. Keby zaujala miesto na slnku, rozšírila by sa až po obežnú dráhu Saturnu.

Slnečné magnetické pole mení polaritu každých 11 rokov, čo vytvára zodpovedajúci cyklus aktivity slnečných škvŕn a slnečného erupcie. Na začiatku a na konci každého cyklu je aktivita slnečných škvŕn slabá až nulová a aktivita je maximálna v strede každého cyklu.

Povrchová aktivita slnka ovplyvňuje každého na Zemi. Počas období vysokej povrchovej aktivity, keď sú slnečné erupcie bežné, sa polárna žiara stáva výraznejšou a zvýšené žiarenie ovplyvňuje komunikáciu a môže dokonca predstavovať zdravotné riziko.

Najznámejšia porucha slnečného žiarenia sa vyskytla v roku 1859. Známy ako Carringtonova superzáver, narúšal globálne telegrafické systémy. Ak by sa takáto udalosť stala dnes, niektorí vedci sa domnievajú, že by to spôsobilo globálnu katastrofu.

Pretože slnečná aktivita môže mať na Zem taký dopad, vedci ju sledujú od roku 1755, kedy bol pozorovaný začiatok prvého cyklu. Odvtedy zažilo slnko 24 úplných cyklov. 25. cyklus sa začal v roku 2019 a prechod z 24. cyklu bol neobvykle pokojný, čo si vedcov, ktorí sledujú slnečnú aktivitu, lámalo hlavu.

Astronómovia sa domnievajú, že slnko a všetky planéty vznikli z oblaku vesmírneho plynu. Keď sa plyn sťahoval pod silou gravitácie, začal sa točiť a ako by ste čakali, slnko sa stále točí. Keďže je to veľká plynová guľa, túto skutočnosť pohotovo nerozdáva. Vedci to vedia, pretože sú schopní sledovať pohyb slnečných škvŕn na povrchu.

Pretože slnko je väčšinou plyn, rôzne jeho časti sa otáčajú rôznymi rýchlosťami. Rovníková oblasť má rotačnú periódu 25 dní, ale rotácia v polárnych oblastiach trvá 36 dní. Okrem toho sa jadrová a radiačná zóna správajú ako pevné teleso a otáčajú sa ako jednotka, zatiaľ čo rotácia v konvekčnej zóne a fotosfére je chaotickejšia. Prechod medzi týmito dvoma rotačnými zónami je známy ako tachoklin.

Pamätajte, že slnko je populácia, ktorú hviezdim, čo znamená, že obsahuje kovy. Jedným z nich je železo a prítomnosť železa v rotujúcom telese je receptom na magnetické pole. Magnetické pole slnka je asi dvakrát také silné ako slnečné pole Zeme, ale pretože je slnko oveľa väčšie, rozširuje sa jeho pole oveľa ďalej. Najďalej siahajúci tohto magnetického poľa, ktorý nesie prúd nabitých častíc známych ako slnečný vietor, siaha až za okraj slnečnej sústavy.

Pravdepodobne nikto nebude nablízku, takže to uvidíte, ale slnko sa nakoniec zmení na jeden z najmalebnejších objektov vo vesmíre - planetárna hmlovina. Než sa tak stane, žltý trpaslík, ktorého sme spoznali a od ktorého sme závislí, bude rásť a rozširovať sa, až kým jeho vonkajší polomer nedosiahne obežnú dráhu Zeme. Slnko pohltí Zem, ktorá prestane existovať, ale nehrozí žiadna tragédia. To je to, čo sa stane s hviezdami veľkosti slnka.

Na rozdiel od veľmi veľkých, horúcich hviezd, ktoré sa zrútia pod svojou vlastnou hmotnosťou, aby prešli k supernove a stiahli sa do neutrónov hviezdy alebo dokonca gravitačné singularity známe ako čierne diery, hviezdy veľkosti slnka starnú oveľa viac pokojne.

Keď slnku dôjde vodík, ktorý bude horieť vo svojom jadre, začne sa rúcať, ale zosilnie sa gravitačné sily začnú proces fúzie hélia a kolaps sa zmení na nové obdobie roku expanzia. Vonkajšia škrupina sa nafúkne na takmer obežnú dráhu Marsu a ochladí sa. Zo slnka sa stane červený obr.

Keď jadru dôjde taviteľný materiál, znova sa zrúti, ale vonkajší plášť bude príliš ďaleko na to, aby ho prilákali, a bude sa jednoducho vzďaľovať. Medzitým bude horúce jadro vysielať ionizujúce lúče žiarenia, ktoré premenia rozptyľujúci sa mrak, ktorý je dnes planetárnou hmlovinou, na bujarú farebnú šou.

Známe obrázky hmloviny Helix, prstennej hmloviny a ďalších medzihviezdnych zázrakov dávajú okúsiť, čo je tu pre slnko asi za 5 miliárd rokov, dať alebo vziať eón.