ห้าลักษณะของดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์เป็นเพียงดาวดวงหนึ่งในหลายพันล้านดวงในส่วนของจักรวาลที่เราสามารถมองเห็นได้ แต่ เป็นดาวที่ให้ชีวิตแก่โลก จึงเป็นดวงที่มนุษย์มีความชอบธรรมมากที่สุด สนใจ. หากสิ่งมีชีวิตจากอารยธรรมในส่วนอื่น ๆ ของกาแลคซีเคยสื่อสารกับเราอย่างเปิดเผย พวกเขาอาจจะทำลายภาพลวงตาของความยิ่งใหญ่ที่เราอาจมีเกี่ยวกับดาวประจำบ้านของเรา

แน่นอนว่ามันดูใหญ่และร้อนจากที่นี่ แต่เมื่อเทียบกับดาวดวงอื่น มันเล็กและค่อนข้างเย็น มันอาจจะเป็นที่ตั้งของระบบของโลก แต่นั่นก็เพียงพอสำหรับหลักสูตรนี้ ตราบใดที่ดวงดาวยังดำเนินไป "ไม่มีอะไรให้ดูที่นี่คน" มนุษย์ต่างดาวอาจพูดเล่นขณะที่พวกเขาเล็งยานอวกาศข้ามมิติไปสู่ระบบดาวที่น่าทึ่งมากขึ้น

ไม่จำเป็นต้องท้อแท้กับการเผชิญหน้าอันเหน็ดเหนื่อยเช่นนี้ ถ้ามันเคยเกิดขึ้น คุณสมบัติทางกายภาพของดวงอาทิตย์อาจไม่พิเศษเมื่อเทียบกับดาวดวงอื่น แต่คุณสมบัติเหล่านั้นได้ก่อให้เกิดชีวิตมนุษย์ และนั่นไม่ใช่แค่พิเศษเท่านั้น มันวิเศษมาก

ดวงอาทิตย์มีคุณลักษณะนับไม่ถ้วนที่น่าชื่นชม แต่ต่อไปนี้คือลักษณะเด่นห้าประการที่โดดเด่นที่สุด บวกกับโบนัสที่มองไปสู่อนาคตของดวงอาทิตย์

นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จัดดวงอาทิตย์เป็นดาวแคระเหลือง ซึ่งจะทำให้คุณรู้ได้ทันทีว่าดวงอาทิตย์อยู่ที่ไหนในแง่ของดาวดวงอื่นๆ ที่อาศัยอยู่ในจักรวาล ซึ่งบางดวงเป็นดาวยักษ์ ตามหลักวิทยาศาสตร์ ดวงอาทิตย์จัดอยู่ในประเภท a ประชากร I, G2V star (V คือเลขโรมัน 5)

ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ในดาราจักรส่วนของเราเป็นดาวฤกษ์จำนวน 1 ดวง พวกมันอุดมด้วยโลหะซึ่งหมายความว่าค่อนข้างเล็ก โลหะถูกผลิตขึ้นในช่วงการตายของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ และประชากรดาว I ก็ถือกำเนิดขึ้นจากเศษซากของดาวเหล่านั้น ดาราดัง Popup I มักมีอายุไม่เกินสองสามพันล้านปี อายุของดวงอาทิตย์ประมาณ 5 พันล้านปี

ตัวอักษร G หมายถึงการจำแนกสเปกตรัมของดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นตัววัดความร้อนและความสว่างเมื่อเปรียบเทียบกับดาวดวงอื่น มีการจำแนกดาวเจ็ดประเภทแสดงด้วยตัวอักษร O, B, A, F, G, K และ M O กำหนดดาวขนาดยักษ์ที่ร้อนมากจนปล่อยแสงสีฟ้า และ M กำหนดดาวแคระเย็นที่เปล่งแสงในช่วงอินฟราเรด ในฐานะดาวแคระเหลือง ดวงอาทิตย์มีขนาดและอุณหภูมิต่ำกว่าค่าเฉลี่ย

เลขโรมัน V หมายความว่าดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่มีลำดับหลักซึ่งหมายความว่าอยู่ตรงกลางของชีวิต ในระหว่างที่ไฮโดรเจนหลอมรวมเป็นฮีเลียมที่เกิดขึ้นที่แกนกลางของมันจะสร้างแรงกดดันเพียงพอที่จะป้องกันความโน้มถ่วง ยุบ หมายเลข 2 หมายถึงลักษณะสเปกตรัมโดยเฉพาะอย่างยิ่ง

ระยะเวลาที่ดาวฤกษ์ยังคงอยู่ในลำดับหลักขึ้นอยู่กับมวลของมัน ดวงอาทิตย์อยู่ในลำดับหลักมา 5 พันล้านปี และจะคงอยู่ที่นั่นอีก 5 พันล้านปี

ดวงอาทิตย์มีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อนซึ่งก่อตัวเป็นชั้นต่างๆ สี่ชั้น นักวิทยาศาสตร์ยังแบ่งชั้นนอกคือชั้นบรรยากาศออกเป็นสามชั้นย่อย ดวงอาทิตย์หกชั้น ได้แก่ แกนกลาง เขตแผ่รังสี เขตพาความร้อน โฟโตสเฟียร์ โครโมสเฟียร์ และโคโรนา

หลัก: แกนกลางที่ร้อนที่สุดของดวงอาทิตย์คือจุดที่เกิดปฏิกิริยาฟิวชันไฮโดรเจน แรงโน้มถ่วงมีแรงมากที่แกนกลางจนบีบไฮโดรเจนเป็นของเหลวที่มีความหนาแน่นมากกว่าน้ำประมาณ 150 เท่า อุณหภูมิที่แกนกลางคือ 15 ล้านองศาเซลเซียส หรือ 28 ล้านองศาฟาเรนไฮต์

เขตการแผ่รังสี: โซนที่อยู่รอบๆ แกนโดยตรงจะลดความหนาแน่นลงเมื่อรัศมีเพิ่มขึ้น แต่ก็ยังหนาแน่นพอที่จะป้องกันไม่ให้แสงเล็ดลอดออกมา การแผ่รังสีที่เกิดจากปฏิกิริยาฟิวชันอย่างต่อเนื่องที่แกนกลางต้องใช้เวลา 100,000 ปีในการสะท้อนกลับในเขตการแผ่รังสีก่อนที่มันจะหลบหนีออกสู่อวกาศ

เขตพาความร้อน: เขตพาความร้อนเป็นพื้นที่ที่มีความปั่นป่วนสูงซึ่งขยายจากความลึก 200,000 กม. ไปยังพื้นผิวที่มองเห็นได้ ในโซนนี้ ความหนาแน่นจะลดลงถึงระดับที่ช่วยให้แสงจากแกนกลางเปลี่ยนเป็นความร้อนได้ ก๊าซและพลาสมาที่ร้อนจัดจะสูงขึ้น เย็นลง และลดลงอีกครั้ง ก่อตัวเป็นหม้อขนาดใหญ่ที่ซับซ้อนซึ่งมีฟองอากาศขนาดใหญ่ เรียกว่าเซลล์พาความร้อน

โฟโตสเฟียร์: ชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ที่มองเห็นได้จากโลกคือโฟโตสเฟียร์ อุณหภูมิเย็นลงเหลือ 5,800 C (10,000 F) โฟโตสเฟียร์มีรอยจุดพลุสุริยะและจุดบอดบนดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นบริเวณที่มืดและเย็นซึ่งก่อตัวขึ้นเมื่อสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ทะลุผ่านสู่พื้นผิว

โครโมสเฟียร์: ในโครโมสเฟียร์ซึ่งอยู่เหนือโฟโตสเฟียร์ประมาณ 2,000 กม. อุณหภูมิจะสูงขึ้นถึง 20,000 C (36,032 F) เลเยอร์นี้มีชื่อตามนั้นเพราะสีของแสงที่ปล่อยออกมาจะเปลี่ยนเป็นสีแดง

โคโรนา: โคโรนาชั้นนอกสุดของดวงอาทิตย์มักจะมองไม่เห็น แต่จะมองเห็นได้จากโลกในช่วงสุริยุปราคาเต็มดวง ความหนาแน่นของก๊าซน้อยกว่าน้ำประมาณหนึ่งพันล้านเท่า แต่อุณหภูมิอาจสูงถึง 2 ล้าน C (3.6 ล้าน F) สาเหตุของการเพิ่มขึ้นนี้ไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ แต่นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าเกี่ยวข้องกับพายุแม่เหล็กที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องที่นั่น

สำหรับดาวดวงอื่นในจักรวาล ดวงอาทิตย์อาจเป็นดาวแคระ แต่สำหรับผู้คนบนโลกแล้ว ดวงอาทิตย์นั้นใหญ่มากจนเข้าใจยาก ลักษณะเด่นประการหนึ่งของดวงอาทิตย์คือคุณสามารถบรรจุดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกได้ 1.3 ล้านดวงอยู่ภายในนั้น หากคุณจัดเรียงดาวเคราะห์เหล่านั้นเคียงข้างกัน คุณจะต้องมี 109 ดวงเพื่อขยายเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงอาทิตย์

ในแง่ของสถิติ เส้นผ่านศูนย์กลางของดวงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ 1.4 ล้านกิโลเมตร (864,000 ไมล์) และเส้นรอบวงประมาณ 4.4 ล้านกิโลเมตร (2.7 ล้านไมล์) มีปริมาตร 1.4 × 10²⁷ ลูกบาศก์เมตรและมวล 2 × 10³⁰ กิโลกรัม ซึ่งมีมวลประมาณ 330,000 เท่าของมวลโลก

แม้ว่าดวงอาทิตย์จะมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับโลก แต่สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่านักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่กว่าหลายเท่า หนึ่งในดาวที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่พบคือดาวเบเทลจุสยักษ์แดง ใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ประมาณ 700 เท่า และสว่างกว่าประมาณ 14,000 เท่า ถ้ามันเข้ามาแทนที่ดวงอาทิตย์ มันจะขยายไปไกลถึงวงโคจรของดาวเสาร์

สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์จะเปลี่ยนขั้วทุกๆ 11 ปี และทำให้เกิดวัฏจักรของจุดบอดบนดวงอาทิตย์และแสงแฟลร์ที่สอดคล้องกัน ที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของแต่ละรอบ กิจกรรมจุดบอดบนดวงอาทิตย์จะอ่อนจนไม่มีอยู่จริง และกิจกรรมจะอยู่ที่จุดสูงสุดที่จุดกึ่งกลางของแต่ละรอบ

กิจกรรมพื้นผิวของดวงอาทิตย์ส่งผลกระทบต่อทุกคนบนโลก ในช่วงที่มีกิจกรรมบนพื้นผิวสูง เมื่อแสงแฟลร์จากดวงอาทิตย์เกิดขึ้นบ่อยครั้ง แสงออโรร่าจะเด่นชัดขึ้น และการแผ่รังสีที่เพิ่มขึ้นส่งผลต่อการสื่อสารและอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพได้

การรบกวนของเปลวไฟจากแสงอาทิตย์ที่รู้จักกันดีที่สุดเกิดขึ้นในปี 1859 ที่รู้จักกันในชื่อ Super Flare ของ Carrington ทำให้ระบบโทรเลขทั่วโลกหยุดชะงัก หากเหตุการณ์ดังกล่าวเกิดขึ้นในวันนี้ นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าจะทำให้เกิดภัยพิบัติระดับโลก

เนื่องจากกิจกรรมสุริยะสามารถส่งผลกระทบต่อโลกได้ นักวิทยาศาสตร์จึงได้เฝ้าติดตามมันมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1755 เมื่อสังเกตเห็นการเริ่มต้นของวัฏจักรแรก ตั้งแต่นั้นมา ดวงอาทิตย์ก็มีรอบครบ 24 รอบ รอบที่ 25 เริ่มต้นในปี 2019 และการเปลี่ยนจากรอบที่ 24 นั้นเงียบผิดปกติ ซึ่งเป็นข้อเท็จจริงที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์งงงวยที่ติดตามกิจกรรมของดวงอาทิตย์

นักดาราศาสตร์เชื่อว่าดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ทั้งหมดก่อตัวขึ้นจากเมฆก๊าซในอวกาศ เมื่อก๊าซหดตัวภายใต้แรงโน้มถ่วง มันเริ่มหมุน และตามที่คุณคาดไว้ ดวงอาทิตย์ยังคงหมุนอยู่ ด้วยความที่เป็นก้อนก๊าซขนาดใหญ่ จึงไม่เปิดเผยข้อเท็จจริงนี้ในทันที นักวิทยาศาสตร์รู้ดีว่าสามารถสังเกตการเคลื่อนที่ของจุดบอดบนผิวน้ำได้

เนื่องจากดวงอาทิตย์ส่วนใหญ่เป็นก๊าซ ส่วนต่าง ๆ ของมันจึงหมุนในอัตราที่ต่างกัน บริเวณเส้นศูนย์สูตรมีระยะเวลาการหมุน 25 วัน แต่การหมุนบริเวณขั้วโลกใช้เวลา 36 วัน ยิ่งไปกว่านั้น แกนกลางและเขตการแผ่รังสีจะมีลักษณะเป็นวัตถุแข็งและหมุนเป็นหน่วย ในขณะที่การหมุนในเขตพาความร้อนและโฟโตสเฟียร์นั้นวุ่นวายกว่า การเปลี่ยนแปลงระหว่างโซนการหมุนทั้งสองนี้เรียกว่า ทาโชไคลน์.

จำไว้ว่าดวงอาทิตย์เป็นประชากร I star ซึ่งหมายความว่าดวงอาทิตย์ประกอบด้วยโลหะ หนึ่งในนั้นคือเหล็ก และการมีอยู่ของเหล็กในตัวหมุนคือสูตรสำหรับสนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์นั้นแรงเป็นสองเท่าของโลก แต่เนื่องจากดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่กว่ามาก สนามของมันจึงขยายออกไปไกลกว่ามาก โดยกระแสของอนุภาคที่มีประจุที่เรียกว่าลมสุริยะ สนามแม่เหล็กนี้แผ่ออกไปไกลสุดขอบของระบบสุริยะ

ไม่น่าจะมีใครอยู่แถวๆ นี้ ดูมัน แต่ในที่สุดดวงอาทิตย์จะกลายเป็นหนึ่งในวัตถุที่งดงามที่สุดในอวกาศ นั่นคือเนบิวลาดาวเคราะห์ ก่อนหน้านั้นจะเกิดขึ้น แม้ว่าดาวแคระเหลืองที่เรารู้จักและพึ่งพาอาศัยจะเติบโตและขยายตัวจนกว่ารัศมีภายนอกจะเกินวงโคจรของโลก ดวงอาทิตย์จะกลืนกินโลก ซึ่งจะหยุดดำรงอยู่ แต่ไม่มีโศกนาฏกรรมเข้ามาเกี่ยวข้อง เป็นเพียงสิ่งที่เกิดขึ้นกับดวงดาวที่มีขนาดเท่าดวงอาทิตย์

ไม่เหมือนกับดาวฤกษ์ร้อนขนาดใหญ่มาก ซึ่งยุบตัวภายใต้น้ำหนักของมันเองเพื่อไปซุปเปอร์โนวาและหดตัวเป็นนิวตรอน ดาวฤกษ์ หรือแม้แต่ภาวะเอกฐานแรงโน้มถ่วงที่เรียกว่าหลุมดำ ดาวฤกษ์ที่มีขนาดเท่าดวงอาทิตย์มากขึ้น ใจเย็น

เมื่อดวงอาทิตย์หมดไฮโดรเจนไปเผาที่แกนกลางของมัน มันจะเริ่มยุบตัวลงแต่รุนแรงขึ้น แรงโน้มถ่วงจะเริ่มกระบวนการหลอมฮีเลียม และการยุบตัวจะกลายเป็นช่วงเวลาใหม่ของ การขยาย. เปลือกนอกจะลอยขึ้นเกือบถึงวงโคจรของดาวอังคารและทำให้เย็นลง และดวงอาทิตย์จะกลายเป็นดาวยักษ์แดง

เมื่อแกนกลางหมดวัสดุที่หลอมละลาย มันจะยุบตัวอีกครั้ง แต่เปลือกนอกจะอยู่ไกลเกินกว่าจะดึงดูดและจะล่องลอยออกไป ในขณะเดียวกัน แกนที่ร้อนจัดจะส่งลำรังสีไอออไนซ์ออกไป ซึ่งจะทำให้เมฆที่กระจายตัว ซึ่งตอนนี้กลายเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ กลายเป็นการแสดงสีที่วุ่นวาย

ภาพที่รู้จักกันดีของ Helix Nebula, Ring Nebula และสิ่งมหัศจรรย์ในอวกาศอื่น ๆ ให้รสชาติของสิ่งที่อยู่ในร้านสำหรับดวงอาทิตย์ในเวลาประมาณ 5 พันล้านปี ให้หรือรับอิออน