Τα Χαρακτηριστικά του Ήλιου, Μέρη, Δομή και Σύνθεση

Το Κυρ είναι ένα αέριο σώμα που έχει έναν εξαιρετικά συμπιεσμένο πυρήνα, στον οποίο η ενέργεια παράγεται από θερμοπυρηνικές αντιδράσεις.

Είναι το αστέρι, γύρω από το οποίο η Γη και οι άλλοι πλανήτες στρέφονται, και στο οποίο παρέχει φως και θερμότητα. Γεννήθηκε πριν από 4.600 εκατομμύρια χρόνια. Αν και είναι ένα από τα περισσότερα από 1.000 εκατομμύρια ουράνια σώματα που αποτελούν τον γαλαξία του Γαλαξία, είναι το αστέρι που λάμπει φωτεινότερα.

Όλη η ζωή στη Γη εξαρτάται από την ηλιακή ενέργεια που παρέχει το αστέρι. Χωρίς τον Ήλιο, η Γη θα ήταν ένα σκοτεινό, άψυχο μέρος παγωμένο στο χρόνο. 

Αν και είναι άγνωστο τι συνέβη πριν από περισσότερα από 4 δισεκατομμύρια χρόνια, η τρέχουσα θεωρία υποστηρίζει ότι ένα τεράστιο σύννεφο σκόνης και αερίου άρχισε να γυρίζει αργά.

Η βαρύτητα έσυρε μια πυκνή περιοχή μέσα σε αυτό το σύννεφο. Η ώθηση αύξησε την ταχύτητα περιστροφής. Αυτή η κίνηση προκάλεσε το αέριο στο κέντρο να ζεσταθεί, γεγονός που προκάλεσε αντιδράσεις που άλλαξαν τη σκόνη και το αέριο σε στερεά, προκαλώντας τους πλανήτες.

Το κεντρικό θέμα έγινε πολύ ζεστό και πυκνό, δημιουργώντας μια πυρηνική σύντηξη που προκάλεσε τον Ήλιο.

Ο ήλιος είναι το κυρίαρχο αντικείμενο στο ηλιακό σύστημα λόγω της μεγάλης διάστασής του δεδομένου ότι περιέχει το 99% της μάζας του συστήματος.

Η βαρυτική της δύναμη κρατά όλους τους πλανήτες σε τροχιά. Είναι ένα μεσαίου μεγέθους αστέρι που παράγει το δικό του φως και θερμότητα με καύση καυσίμων όπως το υδρογόνο και το ήλιο με μια διαδικασία γνωστή ως πυρηνική σύντηξη..

Τα αστέρια έχουν περιορισμένη ζωή και ο Ήλιος δεν αποτελεί εξαίρεση, είναι στο μέσο του κύκλου ζωής του περίπου δέκα δισεκατομμυρίων ετών. Βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία, το οποίο έχει σχήμα σπιράλ.

Τι είναι ο Ήλιος; μέρη και μελέτες για το αστέρι

Από απόσταση, ο ήλιος δεν φαίνεται πολύ περίπλοκος. Για τον κοινό παρατηρητή, είναι απλά μια ομαλή, ομοιόμορφη μπάλα φυσικού αερίου. Ωστόσο, μια στενή επιθεώρηση δείχνει ότι το αστέρι είναι σε συνεχή αναταραχή. Ο φαινομενικά ήρεμος Ήλιος είναι ένα ανήσυχο, τρέμουλο και εκρηκτικό σώμα, που διογκώνεται από έναν έντονο και μεταβαλλόμενο μαγνητισμό.

Στο πρόσφατο παρελθόν, οι επιστήμονες δεν κατάφεραν να καταλάβουν πώς ο ήλιος δημιούργησε τα μαγνητικά πεδία του, τα οποία ευθύνονται για το μεγαλύτερο μέρος της ηλιακής δραστηριότητας.

Επίσης, δεν γνώριζαν γιατί μέρος αυτού του έντονου μαγνητισμού συγκεντρώθηκε στα λεγόμενα ηλιακά σημεία, ρηχά σκοτεινά νησιά τόσο μεγάλα όσο η Γη και χίλιες φορές πιο μαγνητικά.

Επιπλέον, οι φυσικοί δεν μπορούσαν να εξηγήσουν γιατί η μαγνητική δραστηριότητα του Ήλιου ποικίλλει δραστικά, μειώνεται και εντείνεται και πάλι κάθε 11 χρόνια περίπου. Οι απαντήσεις σε αυτές τις ερωτήσεις έχουν κρυφτεί μέσα στον Ήλιο, όπου παράγεται ο ισχυρός του μαγνητισμός.

Ο Γαλαξίας έχει διάμετρο περίπου 100.000 έτη φωτός και πάχος 15.000 έτη φωτός. Μέσα σε αυτό, ο ήλιος κινείται 210 χλμ. Κάθε δευτερόλεπτο και χρειάζονται 225 εκατομμύρια χρόνια για να ολοκληρωθεί ένας κύκλος ταξιδιού.

Οι επιστήμονες έχουν αποκτήσει μεγάλο μέρος της γνώσης τους για τον Ήλιο από παρατήρηση που έγινε από τη Γη εδώ και πολλά χρόνια. Ωστόσο, μεγάλο μέρος της τρέχουσας γνώσης προέρχεται από διαστημικές ανιχνευτές που έχουν σταλεί σε αποστολές για να εξερευνήσουν τον Ήλιο..

Αυτοί οι ανιχνευτές έχουν παράσχει ακριβείς πληροφορίες σχετικά με τη θερμοκρασία, την ατμόσφαιρα, τη σύνθεση, το μαγνητικό πεδίο, τις φωτοβολίδες, τα προβολές, τις ηλιακές κηλίδες και την εσωτερική δυναμική του Ήλιου, τα οποία φαίνονται στο παρακάτω πλαίσιο.

Σύνθεση του Ήλιου

Ο Ήλιος είναι μια τεράστια μπάλα πλάσματος, το θερμό ιονισμένο αέριο που περιέχει 300.000 φορές περισσότερη μάζα από τη Γη.

Η διάμετρος του Ήλιου είναι μεγάλη 1.400.000 χιλιόμετρα, ξεπερνά τη διάμετρο της Γης 12.760 χιλιόμετρα, υπερβαίνει ακόμη και η διάμετρος του μεγαλύτερου πλανήτη του συστήματος, ο Δίας αντιπροσωπεύει μόνο το ένα δέκατο της διαμέτρου του Ήλιου.

Τα κύρια στοιχεία που υπάρχουν στον ήλιο είναι υδρογόνο (92%), ακολουθούμενη από το ήλιο (7,8%) και λιγότερο από 1% των βαρύτερων στοιχείων όπως το οξυγόνο, άνθρακα, άζωτο και νέον.

Παρακάτω είναι η σύνθεση του Ήλιου που κατασκευάστηκε από την ανάλυση του ηλιακού φάσματος. Η ανάλυση προέρχεται από τα χαμηλότερα στρώματα της ατμόσφαιρας του Ήλιου, αλλά πιστεύεται ότι είναι αντιπροσωπευτική του συνόλου του Ήλιου, με εξαίρεση τον πυρήνα του. Σχεδόν 67 στοιχεία έχουν ανιχνευθεί στο ηλιακό φάσμα.

Πιστεύεται ότι ο ήλιος είναι εντελώς αέριος με μέση πυκνότητα 1,4 φορές εκείνη του ύδατος. Επειδή η πίεση του πυρήνα είναι πολύ υψηλότερο από ό, τι στην επιφάνεια, ο πυρήνας πυκνότητα ίση με οκτώ φορές την πυκνότητα του χρυσού, και η πίεση είναι 250 δισεκατομμύρια φορές η πίεση στην επιφάνεια της Γης.

Σχεδόν ολόκληρη η μάζα του Ήλιου περιορίζεται σε όγκο που εκτείνεται μόνο στο 60% της απόστασης από το κέντρο του Ήλιου μέχρι την επιφάνεια του.

Δομή του Ήλιου

Κατά τη μελέτη της δομής του Ήλιου, οι ηλιακοί φυσικοί το χωρίζουν σε δύο βασικούς τομείς: το εσωτερικό και την ατμόσφαιρα.

Εσωτερικό

Το εσωτερικό αποτελείται από:

1- Core

Είναι η κεντρική περιοχή του Ήλιου όπου συμβαίνουν οι πυρηνικές αντιδράσεις που μετατρέπουν το υδρογόνο σε ήλιο. Αυτές οι αντιδράσεις απελευθερώνουν την ενέργεια που προκαλεί τη φωτεινότητα του Ήλιου.

Για να πραγματοποιηθούν αυτές οι αντιδράσεις, απαιτείται πολύ υψηλή θερμοκρασία. Η θερμοκρασία κοντά στο κέντρο είναι περίπου 15 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου και η πυκνότητα είναι περίπου 160 γραμμάρια / εκ³ (δηλαδή, 160 φορές την πυκνότητα του νερού).

Τόσο η θερμοκρασία και η πυκνότητα μειώνεται προς τα έξω από το κέντρο του ήλιου. Ο πυρήνας καταλαμβάνει 25% εσώτατο ακτίνα Sol. Μια θερμοκρασία κέντρο 175.000 χιλιομέτρων βρίσκεται μόνο το μισό της κεντρικής του αξία και χαμηλής πυκνότητας 20 g / cm³.

2- Ενδιάμεση Ζώνη (ή Ραδιενεργή Μεταφορά).

Γύρω από τον πυρήνα βρίσκεται η ενδιάμεση ή η ραδιενεργός ζώνη μεταφοράς. Αυτή η περιοχή καταλαμβάνει το 45% της ηλιακής ακτίνας και είναι η περιοχή όπου η ενέργεια ως φωτόνια των ακτίνων γάμμα, φέρεται προς τα έξω από την ροή ακτινοβολίας που παράγεται στον πυρήνα.

φωτόνια γάμμα ακτίνες υψηλής ενέργειας συνεχώς χτυπημένο καθώς περνούν μέσα από την ενδιάμεση ζώνη, μερικά απορροφώνται και αποβάλλονται άλλες άλλες επιστραφούν στον πυρήνα. Τα φωτόνια χρειάζονται 100.000 χρόνια για να βρουν το δρόμο τους μέσα από την ενδιάμεση ζώνη.

Στο εξώτατο όριο της ενδιάμεσης ζώνης, η θερμοκρασία είναι περίπου 1,5 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου και η πυκνότητα είναι περίπου 0,2 γραμμάρια / εκ³. Αυτό το όριο ονομάζεται στρώμα διεπαφής o tacocline.

Πιστεύεται ότι το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου παράγεται από ένα φυσικό δυναμό που υπάρχει σε αυτό το στρώμα. Οι μεταβολές στις ταχύτητες ροής μέσω αυτού του στρώματος τείνουν τις γραμμές αντοχής του μαγνητικού πεδίου και τις καθιστούν ισχυρότερες. Φαίνεται επίσης ότι υπάρχουν ξαφνικές αλλαγές στη χημική σύνθεση μέσω αυτού του στρώματος.

3- Συγκολλητική ζώνη

Είναι η πιο εξωτερική ζώνη του ήλιου, ονομάζεται η ζώνη μεταφοράς, επειδή η ενέργεια μεταφέρεται στην επιφάνεια με μια διαδικασία μεταφοράς. Εκτείνεται από βάθος περίπου 210.000 χλμ. Έως την ορατή επιφάνεια και καταλαμβάνει περίπου το 30% της ακτίνας του Ήλιου.

Στον τομέα αυτό, το αέριο του πλάσματος, θερμαίνεται στην ενδιάμεση ζώνη, ανεβαίνει στην επιφάνεια με την δράση των ρευμάτων συναγωγής, εκτεινόμενο, ψύχθηκε και στη συνέχεια συρρικνώνεται (παρόμοια με βραστό νερό σε μια κατσαρόλα).

Η αύξηση των σωματιδίων αερίου είναι ορατή στην επιφάνεια ως ένα κοκκώδες σχέδιο. Οι κόκκοι έχουν διάμετρο περίπου 1.000 χλμ. Οι κυψέλες μεταφοράς μεταδίδουν ενέργεια στην ατμόσφαιρα του ήλιου. Στην επιφάνεια, η θερμοκρασία είναι περίπου 5.600 ° C και η πυκνότητα είναι σχεδόν μηδενική..

Μόλις φθάσει το αέριο πλάσματος στην επιφάνεια του Ήλιου, ψύχεται και εναποτίθεται στη βάση της ζώνης μεταφοράς, όπου παίρνει περισσότερη θερμότητα.

Στη συνέχεια η διαδικασία επαναλαμβάνεται. Τα φωτόνια διαφυγή Sun ενέργεια που χάνεται στο δρόμο του από τον πυρήνα και έχουν αλλάξει το μήκος κύματος τους, έτσι ώστε το μεγαλύτερο μέρος της εκπομπής είναι στην ορατή περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

Χαμηλότερες θερμοκρασίες στην συναγωγής ζώνη επιτρέπουν βαρύτερα ιόντα των στοιχείων όπως άνθρακα, άζωτο, οξυγόνο, ασβέστιο και σίδηρο, να διατηρήσουν μερικά από τα ηλεκτρόνια του. Αυτό καθιστά το υλικό πιο αδιαφανές, καθιστώντας το πέρασμα της ακτινοβολίας πιο δύσκολο.

Ατμόσφαιρες του Ήλιου

Οι ατμόσφαιρες του Ήλιου αποτελούνται από:

1- Φωτοσφαίρια.

Η φωτόσφαιρα είναι το χαμηλότερο από τα τρία στρώματα που απαρτίζουν την ηλιακή ατμόσφαιρα. Επειδή τα δύο κορυφαία στρώματα είναι διαφανείς για τους περισσότερους μήκη κύματος του ορατού φωτός, η φωτόσφαιρα μπορεί εύκολα να εκτιμηθεί.

Δεν μπορούμε να δούμε πέρα ​​από τα φωτεινά αέρια της φωτοσφαίρας, επομένως όλα κάτω από αυτά θεωρούνται το εσωτερικό του Ήλιου.

Είναι μια λεπτή επικάλυψη ζεστού ιονισμένων αερίων ή πλάσματος από περίπου 400 χιλιομέτρων παχύ, του οποίου το χαμηλότερο μέρος σχηματίζει την ορατή επιφάνεια του ήλιου. Το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που ακτινοβολείται από τον ήλιο διέρχεται διαμέσου αυτού του στρώματος.

Από τη Γη, η επιφάνεια φαίνεται ομαλή, αλλά στην πραγματικότητα είναι ταραγμένη και κοκκώδη λόγω των ρευμάτων μεταφοράς. Το υλικό που βράζεται στην επιφάνεια του Ήλιου εκτελείται από τον ηλιακό άνεμο.

Η πυκνότητα της φωσφαίρας είναι χαμηλή σύμφωνα με τα πρότυπα της Γης, η αξία της είναι παρόμοια με την πυκνότητα του αέρα που αναπνέουμε και η μέση θερμοκρασία της είναι μόλις 5.600 ° C. Η σύνθεση της φωτοσφαίρας είναι, σε μάζα, 74,9% υδρογόνο και 23,8% ήλιο. Όλα τα βαρύτερα στοιχεία αντιπροσωπεύουν λιγότερο από το 2% της μάζας.

2- Χρωμόσφαιρα

Βρίσκεται ακριβώς πάνω από τη φωσφαίρα είναι η χρωμοσφαίρια (έγχρωμη σφαίρα). Αυτή η στρώση λεπτού αερίου έχει πολύ χαμηλότερη πυκνότητα από την φωσφαίρα.

Έχει πάχος περίπου 2.500 χλμ., Με θερμοκρασία που κυμαίνεται από 6.000 ° C ακριβώς πάνω από τη φωσφαίρα σε μια περιοχή από 20.000 έως 30.000 ° C στην κορυφή της.

Η χρωμοσφαίρια είναι οπτικά πιο διαφανής από τη φωτόσφαιρα. Το κοκκινωπό ροζ χρώμα του προέρχεται από το γεγονός ότι η εκπομπή του είναι κυρίως αέριο άλφα αέρια.

Αυτό το χρώμα μπορεί να δει κανείς κατά τη διάρκεια μιας ολικής ηλιακής έκλειψης, όταν cromosfera φαίνεται λίγο σαν μια λάμψη του χρώματος όπως ακριβώς και η ορατή πλευρά του φωτόσφαιρα εξαφανίζεται πίσω από τη Σελήνη.

3- Corona

Είναι το ανώτερο στρώμα της ατμόσφαιρας του Ήλιου και εκτείνεται σε αρκετά εκατομμύρια χιλιόμετρα από την κορυφή της χρωμόσφαιρας στο διάστημα. Δεν υπάρχει καλά καθορισμένο ανώτατο όριο για το στέμμα.

Το στέμμα μπορεί να δει μόνο κατά τη διάρκεια μιας ολικής ηλιακής έκλειψης ή με ένα ειδικό τηλεσκόπιο που ονομάζεται στεμματογράφο, όταν η φωτόσφαιρα είναι αποκλεισμένη. Το στέμμα εμφανίζεται ως μια φωτεινή, απαλή περιοχή γύρω από τον Ήλιο.

Αναφορές

1. Ο Clark, S. (2004). Η Γη, ο Ήλιος και η Σελήνη. Dunstable, Folens Publishers.
2. Giessow J. and Giessow F. (2015). Sun Science: Εξερεύνηση του Σύμπαντος. Dayton, Milliken Publishing Company.
3. Lang, Κ. (2009). Ο ήλιος από το διάστημα. Νέα Υόρκη, Springer.
4. Phillips, Κ. (1995). Οδηγός για τον ήλιο. Cambridge, Cambridge University Press.
5. Rushworth, G. (2011). Το ηλιακό μας σύστημα: Ο ήλιος. Νέα Υόρκη, Benchmark Education Company.
6. Viegas, J. (2006). Ο Ρόλος του Ήλιου στο Ηλιακό μας Σύστημα: Μια Ανθολογία της Τρέχουσας Σκέψης. Νέα Υόρκη, The Rosen Publishing Group, Inc.
7. Wilkinson, J. (2012). Νέα μάτια στον ήλιο: ένας οδηγός για δορυφορικές εικόνες και ερασιτεχνική παρατήρηση. Νέα Υόρκη, Springer.