Чак иако вас астрономија не занима посебно - још увек - несумњиво сте се питали шта се то дешава та масивна светла кугла на небу која је истовремено опасно врућа и истовремено буквално даје живот време. Вероватно знате да је сунце звезда, слично као и безбројне тачке светлости које заузимају место сунца ноћу кад зађе мрак, само ближе. Можда знате да има сопствено снабдевање горивом и да је, иако није бесконачно, толико велико да је непроцењиво. Вероватно схватате да не би била сјајна идеја приближити се пуно сунцу чак и кад бисте то имали могућност - али да би била готово једнако лоша идеја удаљити се далеко даље од ње него што већ јесте, удаљеност од око 93 милиона миља.
Међутим, у свом размишљању можда нисте узели у обзир идеју да сунце није једнолична светлосна кугла и топлота, али уместо тога има самосталне слојеве, баш као Земља и осталих седам планета у Сунчевом систему урадите. Који су то слојеви - и како то да су научници уопште у стању да знају о њима са тако велике даљине?
Сунце и Сунчев систем
Сунце лежи у средишту Сунчевог система (отуда и име!) И чини 99,8 процената масе Сунчевог система. Захваљујући ефектима гравитације, све у Сунчевом систему - осам планета, пет (за сада) патуљастих планета, месеци тих планета и патуљастих планета, астероиди и други мањи елементи као што су комете - врте се око сунце. Планети Меркур је потребно нешто мање од 88 земаљских дана да би обавио једно путовање око Сунца, док је Нептуну потребно скоро 165 земаљских година.
Сунце је прилично неописива звезда како звезде одлазе, што је донело класификацију „жутог патуљка“. Са годинама од око 4,5 милијарде година, сунце се налази на око 26 000 светлосних година од центра галаксије коју насељава, Млечног пута Галаки. За референцу, светлосна година је удаљеност коју светлост пређе у једној години, око 6 билиона миља. Колико год био огроман Сунчев систем, Нептун, најудаљенија планета од Сунца на удаљености од скоро 2,8 милијарди миља, удаљена је од Сунца једва 1/2000 светлосне године.
Сунце, осим што функционише као џиновска пећ, има и снажну унутрашњу електричну струју. Електричне струје генеришу магнетна поља, а сунце има огромно магнетно поље које се шири Сунчев систем као соларни ветар - електрично наелектрисани гас који лети према сунцу у сваком правац.
Да ли је Сунце звезда?
Сунце је, како је напоменуто, жути патуљак, али формалније је класификовано као звезда Г2 спектралне класе. Звезде су класификоване редом од најтоплијих до најхладнијих као звезде типа О, Б, А, Ф, Г, К или М. Најтоплији имају површинску температуру од око 30.000 до 60.000 Келвина (К), док је сунчева површинска температура релативно млака 5.780 К. (За референцу, степени Келвина су исте „величине“ као и степени Целзијуса, али скала почиње за 273 степена ниже. Односно, 0 К, или „апсолутна нула“, једнако је -273 Ц, 1.273 К једнако 1.000 Ц и тако даље. Такође, симбол степена изостављен је из Келвинових јединица.) Густина сунца, која није ни чврста материја, а течност нити гас и најбоље се класификује као плазма (тј. електрично наелектрисани гас), око 1,4 пута је већа од воде.
Остале виталне соларне статистике: Сунце има масу 1.989 × 1030 кг и полупречника око 6,96 × 108 м. (Пошто је брзина светлости 3 × 108 м / с, светлости са једне стране сунца требало би мало више од две секунде да прође све до средине до са друге стране.) Да је сунце високо као рецимо типична врата, Земља би била висока отприлике као амерички никл на коме стоји Ивица. Ипак постоје звезде пречника 1000 пута веће од сунца, као и патуљасте звезде мање од стотине ширине.
Сунце такође издаје 3,85 × 1026 вати снаге, од којих око 1340 вата по квадратном метру допире до Земље. То значи да је сјај 4 × 1033 ергови. Ови бројеви вероватно не значе много изоловано, али за референцу, експонент „само“ 9 подразумева милијарде, док се експонент 12 преводи у билијуне. То су огромне цифре! Ипак, неке звезде су милион пута светлије од сунца, што значи да је њихова снага милион пута већа. У исто време, неке звезде су хиљаду пута мање светлеће.
Занимљиво је приметити да, иако је сунце у најбољем случају у целој шеми класификовано као умерена звезда, оно је ипак масовније од 95 посто познатих звезда које постоје. Ово имплицира да је већина звезда већ увелико прошла своје године и да се од тада знатно смањила њихов животни врх достигао је милијарде година раније, а сада се наставља у старости у релативној вредности анонимност.
Које су четири регије Сунца?
Сунце се може поделити на четири просторне регије, који се састоји од језгра, зоне зрачења, конвективне зоне и фотосфере. Овај други је испод два додатна слојеви, који ће бити истражени у следећем одељку. Дијаграм сунца који се састоји од попречног пресека, попут погледа на унутрашњост кугле која је пресечена тачно на пола, тако би обухватио круг у центар који представља језгро, а затим узастопно прстенови око њега изнутра према споља означавајући зону зрачења, конвективну зону фотосфера.
Тхе језгро сунца је место одакле потиче све оно што посматрачи на Земљи могу мерити као светлост и топлоту. Овај регион се простире на око четвртине пута од центра сунца. Процењује се да температура у самом средишту сунца износи око 15,5 милиона К до 15,7 милиона К, што је око 28 милиона степени Фахренхеита. Због тога се површинска температура од око 5.780 К чини позитивно хладном. Топлота унутар језгра се генерише сталним налетом реакција нуклеарне фузије, у коме се налазе два молекула водоник се комбинује са довољном силом да их споји у хелијум (другим речима, молекули водоника осигурач.)
Тхе зона зрачења сунца је тако названо јер се налази у овој сферној љусци - региону који почиње око једне четвртине пута од центра сунца, где се језгро завршава, и пружа се према око три четвртине пута до Сунчеве површине где се она сусреће са конвективном зоном - да енергија ослобођена фузијом унутар језгра путује напоље у свим правцима, или зрачи. Изненађујуће је да је јако дуго потребно да зрачење прође кроз дебљину подручја зрачења - заправо неколико стотина хиљада година! Колико год ово вероватно звучало мало вероватно, у соларном времену ово уопште није дуго, с обзиром на то да је Сунце већ старо 4,5 милијарди година и још увек јача.
Тхе конвективна зона заузима већину најудаљеније једне четвртине сунчеве запремине. На почетку ове зоне (тј. Изнутра) температура је око 2.000.000 К и пада. Као резултат тога, материјал сличан плазми који ствара унутрашњост сунца је, веровали или не, превише хладан и непрозирна да омогући топлоти и светлости да наставе да путују према сунчевој површини у облику зрачење. Уместо тога, ова енергија се преноси конвекцијом, што је у основи употреба физичких медија за пребацивање енергије, уместо да јој се дозволи да вози самостално. (Мехурићи који се подижу са дна лонца са кључалом водом на површину и ослобађају топлоту док искачу представљају пример конвекције.) У за разлику од дугог временског периода који је потребан енергији да би се кретао зоном зрачења, енергија се релативно креће кроз зону конвекције брзо.
Тхе фотосфера састоји се од зоне у којој се сунчеви слојеви мењају од потпуно непрозирног, блокирајући тако зрачење, до прозирног. То значи да и светлост, као и топлота, могу несметано да пролазе кроз. Фотосфера је дакле слој сунца из којег се емитује светлост видљива непомичним људским оком. Овај слој је дебео само 500 км, што значи да ако се цело сунце упореди са луком, фотосфера представља лукову кожу. Температура на дну овог региона је врућа него на сунчевој површини, мада не драматично - око 7.500 К, разлика мања од 2.000 К.
Који су слојеви сунца?
Као што је напоменуто, сунчево језгро, зона зрачења, конвективна зона и фотосфера сматрају се регионима, али сваки се такође може класификовати као један од сунчевих слојева, којих има шест. Изван фотосфере је сунчева атмосфера која укључује два слоја: хромосферу и корону.
Тхе хромосфера простире се на око 2.000 до 10.000 км изнад сунчеве површине (то јест, најудаљенијег дела фотосфере), у зависности од извора који консултујете. Занимљиво је да температура некако предвидљиво пада са повећањем удаљености од фотосфере у почетку, али онда почиње поново да расте, вероватно услед дејства сунца магнетно поље.
Тхе корона (Латински „круна“) протеже се изнад хромосфере на удаљеност неколико пута већу од сунчевог радијуса и достиже температуре чак 2.000.000 К, слично унутрашњости зоне конвекције. Овај соларни слој је врло слаб, садржи само око 10 атома по цм3, и јако је испресецан линијама магнетног поља. Дуж ових линија магнетског поља стварају се „струје“ и перјанице гаса које соларни ветар дува напоље, дајући сунцу карактеристичан изглед да има витице светлости када је главни део сунца прикривени.
Који су спољни делови Сунца?
Као што је напоменуто, најудаљенији делови сунца су фотосфера која је део самог сунца и хромосфера и корона који су део сунчеве атмосфере. Тако се Сунце може приказати као да има три унутрашња дела (језгро, радијациону зону и конвективну зону) и три спољна дела (фотосферу, хромосферу и корону).
Бројни занимљиви догађаји одвијају се на површини сунца или непосредно изнад ње. Једна од њих су сунчеве пеге које се формирају у фотосфери на релативно хладним (4.000 К) подручјима. Следеће су соларне бакље, које су експлозивни догађаји на површини обележени врло интензивним освјетљавањем подручја сунчеве атмосфере у облику рендгенских зрака, ултраљубичасте и видљиве свјетлости. Они се одвијају током периода од неколико минута, а затим бледе током нешто дужег временског оквира од једног сата или пре тога.