ส่วนภายนอกและภายในของดวงอาทิตย์

แม้ว่าคุณจะไม่มีความสนใจเป็นพิเศษในด้านดาราศาสตร์ แต่คุณก็ไม่ต้องสงสัยเลยว่าเกิดอะไรขึ้นใน ลูกบอลที่สว่างไสวบนท้องฟ้าที่ทั้งร้อนจัดและให้ชีวิตอย่างแท้จริงในเวลาเดียวกัน เวลา. คุณคงรู้ว่าดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ เหมือนกับจุดแสงนับไม่ถ้วนที่อยู่เหนือศีรษะของดวงอาทิตย์ในเวลากลางคืนเมื่อความมืดเข้ามาใกล้เท่านั้น คุณอาจรู้ว่ามีแหล่งเชื้อเพลิงเป็นของตัวเอง และอุปทานนี้ถึงแม้จะไม่มีอนันต์ แต่ก็มีมากมายมหาศาลจนประเมินค่าไม่ได้ คุณอาจตระหนักว่าไม่ควรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ให้มาก แม้ว่าคุณจะมีความสามารถก็ตาม – แต่ว่ามันคงจะแย่พอๆ กับความคิดที่จะหลงไปไกลกว่าที่เป็นอยู่มาก ระยะทางประมาณ 93 ล้าน ไมล์

อย่างไรก็ตาม ในการไตร่ตรองของคุณ คุณอาจไม่ได้พิจารณาแนวคิดที่ว่าดวงอาทิตย์ไม่ใช่ลูกกลมของแสงที่สม่ำเสมอและ ความร้อน แต่มีชั้นในตัวของมันเอง เหมือนกับโลกและดาวเคราะห์อีกเจ็ดดวงในระบบสุริยะ ทำ. ชั้นเหล่านี้คืออะไร - และในโลกนี้นักวิทยาศาสตร์ของมนุษย์สามารถรู้เกี่ยวกับพวกมันจากระยะไกลได้อย่างไร?

ดวงอาทิตย์อยู่ที่ศูนย์กลางของระบบสุริยะ (จึงเป็นที่มาของชื่อ) และคิดเป็นร้อยละ 99.8 ของมวลระบบสุริยะ เนื่องจากผลกระทบของแรงโน้มถ่วง ทุกสิ่งทุกอย่างในระบบสุริยะ – ดาวเคราะห์ทั้งแปด ดาวเคราะห์แคระทั้งห้า (สำหรับตอนนี้) ดวงจันทร์ของดาวเคราะห์เหล่านั้นและดาวเคราะห์แคระ ดาวเคราะห์น้อย และองค์ประกอบย่อยอื่นๆ เช่น ดาวหาง – โคจรรอบ ดวงอาทิตย์ ดาวพุธใช้เวลาน้อยกว่า 88 วันของโลกในการเดินทางรอบดวงอาทิตย์หนึ่งครั้ง ในขณะที่ดาวเนปจูนใช้เวลาเกือบ 165 ปีโลก

ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่ค่อนข้างอึมครึมเมื่อดวงดาวเคลื่อนตัวไป ได้รับการจำแนกเป็น "ดาวแคระเหลือง" ด้วยอายุประมาณ 4.5 พันล้านปีดวงอาทิตย์ตั้งอยู่ประมาณ 26,000 ปีแสงจากใจกลางกาแลคซีที่มันอาศัยอยู่ทางช้างเผือก กาแล็กซี่. สำหรับการอ้างอิง ปีแสงคือระยะทางที่แสงเดินทางในหนึ่งปี ประมาณ 6 ล้านล้านไมล์ แม้ระบบสุริยะจะกว้างใหญ่เพียงใด ดาวเนปจูนซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่ห่างไกลจากดวงอาทิตย์ที่สุดที่ระยะทางเกือบ 2.8 พันล้านไมล์ ก็อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เพียง 1/2000 ปีแสงเท่านั้น

ดวงอาทิตย์นอกจากจะทำหน้าที่เป็นเตาหลอมขนาดยักษ์แล้ว ยังมีกระแสไฟฟ้าภายในที่แข็งแกร่งอีกด้วย กระแสไฟฟ้าสร้างสนามแม่เหล็ก และดวงอาทิตย์มีสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่ที่แพร่กระจายผ่าน ระบบสุริยะเป็นลมสุริยะ - ก๊าซที่มีประจุไฟฟ้าที่บินออกจากดวงอาทิตย์ในทุก ๆ ทิศทาง.

ดวงอาทิตย์เป็นดาวแคระเหลืองตามที่ระบุไว้ แต่มีการจัดประเภทอย่างเป็นทางการว่าเป็นดาวฤกษ์ระดับสเปกตรัม G2 ดาวเรียงตามลำดับจากที่ร้อนแรงที่สุดไปหาที่เจ๋งที่สุดเป็นประเภท O, B, A, F, G, K หรือ M อุณหภูมิที่ร้อนที่สุดมีอุณหภูมิพื้นผิวประมาณ 30,000 ถึง 60,000 เคลวิน (K) ในขณะที่อุณหภูมิพื้นผิวของดวงอาทิตย์ค่อนข้างอุ่น 5,780 K (สำหรับการอ้างอิง องศาเคลวินเป็น "ขนาด" เดียวกับองศาเซลเซียส แต่มาตราส่วนเริ่มต้นต่ำกว่า 273 องศา นั่นคือ 0 K หรือ "ศูนย์สัมบูรณ์" เท่ากับ −273 C, 1,273 K เท่ากับ 1,000 C เป็นต้น นอกจากนี้ สัญลักษณ์องศาถูกละเว้นจากหน่วยเคลวิน) ความหนาแน่นของดวงอาทิตย์ซึ่งไม่ใช่ของแข็ง a ของเหลวหรือก๊าซ และจัดได้ดีที่สุดว่าเป็นพลาสมา (เช่น ก๊าซที่มีประจุไฟฟ้า) ประมาณ 1.4 เท่าของ น้ำ.

สถิติพลังงานแสงอาทิตย์ที่สำคัญอื่นๆ: ดวงอาทิตย์มีมวล 1.989 × 10³⁰ กก. และรัศมีประมาณ 6.96 × 10⁸ เมตร (เนื่องจากความเร็วแสงเท่ากับ 3 × 10⁸ เมตร/วินาที แสงจากด้านหนึ่งของดวงอาทิตย์จะใช้เวลาสองวินาทีกว่าจะผ่านตรงกลางไปยัง อีกด้านหนึ่ง) ถ้าดวงอาทิตย์สูงเท่ากับประตูทั่วไป โลกจะสูงพอๆ กับนิกเกิลของสหรัฐฯ ที่ยืนอยู่ ขอบ. ยังมีดาวฤกษ์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงอาทิตย์ถึง 1,000 เท่า เช่นเดียวกับดาวแคระที่มีความกว้างน้อยกว่าร้อย

พระอาทิตย์ยังส่องแสง 3.85 × 10²⁶ กำลังไฟฟ้าอยู่ที่ประมาณ 1,340 วัตต์ต่อตารางเมตรซึ่งส่งถึงพื้นโลก นี่แปลว่าความส่องสว่าง 4 × 10³³ เอิร์ก ตัวเลขเหล่านี้อาจไม่ได้มีความหมายมากในการแยก แต่สำหรับการอ้างอิง เลขชี้กำลัง "เท่านั้น" 9 หมายถึงพันล้าน ในขณะที่เลขชี้กำลัง 12 แปลเป็นล้านล้าน เหล่านี้เป็นตัวเลขมหาศาล! ทว่าดาวฤกษ์บางดวงมีความสว่างมากกว่าดวงอาทิตย์ถึงล้านเท่า ซึ่งหมายความว่ากำลังขับของพวกมันนั้นมากกว่าล้านเท่า ในเวลาเดียวกัน ดาวบางดวงมีความสว่างน้อยกว่าพันเท่า

เป็นที่น่าสนใจที่จะสังเกตว่าแม้ว่าดวงอาทิตย์จะจัดอยู่ในประเภทดาวฤกษ์เจียมเนื้อเจียมตัวที่ดีที่สุดในรูปแบบโดยรวม แต่ก็ยังมีมวลมากกว่า 95 เปอร์เซ็นต์ของดาวฤกษ์ที่มีอยู่ ความหมายของสิ่งนี้ก็คือดาวฤกษ์ส่วนใหญ่อยู่นอกช่วงไพรม์ของพวกมันและหดตัวลงอย่างมากตั้งแต่ อายุขัยของพวกเขาสูงสุดเมื่อหลายพันล้านปีก่อนและตอนนี้กำลังอยู่ในวัยชราในญาติ การไม่เปิดเผยตัวตน

ดวงอาทิตย์แบ่งได้เป็น 4 ด้าน ภูมิภาคซึ่งประกอบด้วยแกนกลาง เขตแผ่รังสี เขตพาความร้อน และโฟโตสเฟียร์ หลังนั่งต่ำกว่าสองเพิ่มเติม ชั้นซึ่งจะมีการสำรวจในหัวข้อถัดไป แผนภาพดวงอาทิตย์ประกอบด้วยส่วนตัดขวาง เช่น มุมมองด้านในของลูกบอลที่ผ่าครึ่งพอดี จึงรวมวงกลมไว้ด้วย ศูนย์กลางที่เป็นตัวแทนของแกนกลางแล้ววงแหวนรอบ ๆ ตัวที่ต่อเนื่องกันจากภายในสู่ภายนอกหมายถึงเขตแผ่รังสีโซนพาความร้อนและ โฟโตสเฟียร์

แกน ของดวงอาทิตย์เป็นที่ที่ทุกสิ่งที่ผู้สังเกตการณ์บนโลกสามารถวัดได้เมื่อแสงและความร้อนเกิดขึ้น บริเวณนี้ขยายออกไปด้านนอกถึงประมาณหนึ่งในสี่ของทางจากศูนย์กลางของดวงอาทิตย์ อุณหภูมิที่ศูนย์กลางของดวงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ 15.5 ล้าน K ถึง 15.7 ล้าน K เท่ากับประมาณ 28 ล้านองศาฟาเรนไฮต์ ทำให้อุณหภูมิพื้นผิวประมาณ 5,780 K ดูเหมือนอากาศหนาวเย็นในทางบวก ความร้อนภายในแกนกลางเกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันอย่างต่อเนื่อง ซึ่งโมเลกุลสองตัวของ ไฮโดรเจนรวมกันด้วยแรงที่เพียงพอจะทำให้เกิดการรวมตัวเป็นฮีเลียม (กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ โมเลกุลไฮโดรเจน ฟิวส์.)

เขตรังสี ของดวงอาทิตย์มีชื่อมากเพราะอยู่ในเปลือกทรงกลมนี้ – บริเวณที่เริ่มต้นประมาณหนึ่งในสี่ของทางจากศูนย์กลางของดวงอาทิตย์ที่แกนสิ้นสุดและขยายออกไปด้านนอก สามในสี่ของเส้นทางสู่พื้นผิวดวงอาทิตย์ตรงบริเวณพาความร้อน - พลังงานที่ปล่อยออกมาจากการหลอมรวมภายในแกนกลางจะเคลื่อนที่ออกไปทุกทิศทุกทาง หรือ แผ่รังสี น่าแปลกที่พลังงานการแผ่รังสีจะใช้เวลานานมากในการเดินทางข้ามความหนาของพื้นที่การแผ่รังสี อันที่จริง หลายแสนปี! ไม่น่าจะเป็นไปได้อย่างที่คิด ในช่วงเวลาสุริยะ เวลานี้ไม่นานนัก เนื่องจากดวงอาทิตย์มีอายุ 4.5 พันล้านปีแล้วและยังคงแข็งแกร่งอยู่

เขตพาความร้อน กินพื้นที่ส่วนนอกสุดหนึ่งในสี่ของปริมาตรดวงอาทิตย์ ที่จุดเริ่มต้นของโซนนี้ (นั่นคือด้านใน) อุณหภูมิประมาณ 2,000,000 K และลดลง ด้วยเหตุนี้ วัสดุคล้ายพลาสมาที่ก่อตัวภายในดวงอาทิตย์จึงเชื่อหรือไม่ว่าเย็นเกินไปและ ทึบแสงเพื่อให้ความร้อนและแสงเดินทางต่อไปยังพื้นผิวสุริยะในรูปของ รังสี พลังงานนี้ถูกส่งผ่านการพาความร้อนซึ่งโดยพื้นฐานแล้วการใช้สื่อทางกายภาพเพื่อส่งพลังงานไปพร้อมกันแทนที่จะปล่อยให้มันขับเดี่ยว (ฟองอากาศที่ลอยขึ้นมาจากก้นหม้อต้มน้ำขึ้นสู่ผิวน้ำและปล่อยความร้อนออกมาขณะระเบิดเป็นตัวอย่างของการพาความร้อน) ใน ตรงกันข้ามกับเวลาที่พลังงานเคลื่อนตัวผ่านเขตการแผ่รังสีเป็นเวลานาน พลังงานจะเคลื่อนผ่านเขตพาความร้อนได้ค่อนข้างมาก อย่างรวดเร็ว.

โฟโตสเฟียร์ ประกอบด้วยโซนที่ชั้นของดวงอาทิตย์เปลี่ยนจากการทึบแสงอย่างสมบูรณ์ จึงปิดกั้นรังสีเป็นโปร่งใส ซึ่งหมายความว่าแสงและความร้อนสามารถผ่านได้โดยไม่มีสิ่งกีดขวาง โฟโตสเฟียร์จึงเป็นชั้นของดวงอาทิตย์ซึ่งแสงที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าของมนุษย์จะถูกปล่อยออกมา ชั้นนี้มีความหนาเพียง 500 กม. ซึ่งหมายความว่าหากดวงอาทิตย์ทั้งดวงเปรียบเสมือนหัวหอม โฟโตสเฟียร์จะเป็นตัวแทนของผิวหนังของหัวหอม อุณหภูมิที่ด้านล่างของภูมิภาคนี้ร้อนกว่าที่พื้นผิวดวงอาทิตย์ แม้ว่าจะไม่ได้มากขนาดนั้นก็ตาม - ประมาณ 7,500 K ความแตกต่างน้อยกว่า 2,000 K

ตามที่ระบุไว้ แกนของดวงอาทิตย์ เขตแผ่รังสี เขตพาความร้อน และโฟโตสเฟียร์ถือเป็นพื้นที่ แต่แต่ละชั้นสามารถจัดเป็นหนึ่งในชั้นของดวงอาทิตย์ได้ ซึ่งมีจำนวนหกชั้น ภายนอกของโฟโตสเฟียร์คือชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ ซึ่งประกอบด้วยสองชั้น: โครโมสเฟียร์และโคโรนา

โครโมสเฟียร์ มีความยาวประมาณ 2,000 ถึง 10,000 กม. เหนือพื้นผิวดวงอาทิตย์ (นั่นคือส่วนนอกสุดของโฟโตสเฟียร์) ขึ้นอยู่กับแหล่งที่คุณปรึกษา น่าแปลกที่อุณหภูมิค่อนข้างจะลดลงตามระยะทางที่เพิ่มขึ้นจาก โฟโตสเฟียร์ในตอนแรก แต่แล้วก็เริ่มขึ้นใหม่อีกครั้ง อาจเป็นเพราะผลกระทบของดวงอาทิตย์ สนามแม่เหล็ก.

โคโรนา (ภาษาละตินสำหรับ "มงกุฎ") แผ่ขยายเหนือโครโมสเฟียร์เป็นระยะทางหลายเท่าของรัศมีดวงอาทิตย์และมีอุณหภูมิสูงถึง 2,000,000 เค ซึ่งคล้ายกับภายในเขตพาความร้อน ชั้นสุริยะนี้มีความบางมาก โดยมีเพียง 10 อะตอมต่อ cm³และเส้นสนามแม่เหล็กตัดขวางอย่างหนัก "ลำธาร" และกลุ่มก๊าซก่อตัวขึ้นตามเส้นสนามแม่เหล็กเหล่านี้และถูกลมสุริยะพัดออกไป ทำให้ดวงอาทิตย์มีลักษณะเป็นเส้นเอ็นของแสงเมื่อส่วนหลักของดวงอาทิตย์อยู่ บดบัง

ดังที่กล่าวไว้ ส่วนนอกสุดของดวงอาทิตย์คือโฟโตสเฟียร์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของดวงอาทิตย์ และโครโมสเฟียร์และโคโรนาซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ ดังนั้น อาจวาดภาพดวงอาทิตย์ว่ามีส่วนในสามส่วน (แกนกลาง เขตแผ่รังสี และเขตพาความร้อน) และส่วนภายนอกสามส่วน (โฟโตสเฟียร์ โครโมสเฟียร์ และโคโรนา)

เหตุการณ์ที่น่าสนใจจำนวนหนึ่งเกิดขึ้นที่หรือเหนือพื้นผิวดวงอาทิตย์ หนึ่งในนั้นคือจุดดับบนดวงอาทิตย์ ซึ่งก่อตัวในโฟโตสเฟียร์ในบริเวณที่ค่อนข้างเย็น (4,000 K) อีกประการหนึ่งคือเปลวสุริยะ ซึ่งเป็นเหตุการณ์ระเบิดบนพื้นผิวที่มีการส่องสว่างอย่างเข้มข้นของบริเวณชั้นบรรยากาศสุริยะในรูปของรังสีเอกซ์ อัลตราไวโอเลต และแสงที่มองเห็นได้ สิ่งเหล่านี้จะคลี่คลายในช่วงเวลาที่กินเวลาสองสามนาที แล้วค่อยๆ จางหายไปในกรอบเวลาที่ค่อนข้างยาวกว่าเป็นชั่วโมงหรือราวๆ นั้น