ساختار خورشید؛ نور خورشید چطور تولید می شود؟ (قسمت دوم)
ساختار خورشید و نحوه ایجاد نور خورشید موضوع این مقاله است. اگر هنوز قسمت اول از مقاله ساختار خورشید را مطالعه نکرده اید، پیشنهاد می کنیم حتما آنرا بخوانید. احتمالا مطالعه آن، حدود 10 دقیقه از شما وقت خواهد گرفت. اما اگر آنرا خوانده باشید، می توانید در قسمت دوم این مقاله، با شرکت نورپردازی نورنگار همراه باشید.
بررسی دومین قسمت اصلی در ساختار خورشید؛ ناحیه تابشی و همرفتی خورشید
از واکنش های انجام شده در هسته خورشید که بگذریم می رسیم به سطح آن. ناحیه تابشی خورشید قسمت عظیمی از شعاع دور هسته را تشکیل می دهد. انرژی تولید شده در اثر واکنش های انجام شده در هسته به وسیله ی فوتون ها وارد ناحیه تابشی خورشید می شود.
در ناحیه ی تابشی نیز واکنش های شیمیایی و عملیات آزادسازی نور و انرژی به طور گسترده اتفاق می افتد و نهایتا نور خورشید به زمین می رسد. جالب است بدانید نوری که از خورشید به ما می رسد با اینکه 8 دقیقه نوری طول می کشد، اما یک پروسه و روند تشکیل طولانی و پیچیده ای را در داخل خورشید گذرانده است.
ناحیه همرفتی 30 درصد از سطح خورشید را تشکیل می دهد. در این بخش از سطح، گازهای سرد و گرم پیوسته جایگاه خود را با هم عوض کرده و انرژی تولید شده را طی پروسه های ذکر شده به زمین می تابانند.
بررسی سومین قسمت اصلی در ساختار خورشید؛ اتمسفر خورشید
در ادامه بررسی ساختار خورشید ، می رسیم به سطح و اتمسفر خورشید. گفتیم که اتمسفر خورشید خود از سه بخش فوتوسفر، کروموسفر و کرونا تشکیل یافته است.
فوتوسفر دقیقا در پایین ترین ناحیه از جو قرار دارد و هرگاه به خورشید نگاه می کنیم در حقیقت فوتوسفر را می بینیم. از این رو برخی از از کارشناسان بر این باورند که فوتوسفر همان سطح خورشید است. این ناحیه چیزی حدود ۳۰۰ تا ۴۰۰ کیلومتر می باشد و دمای آن را تقریبا 5800 درجه کلوین تخمین زده اند(بیش از سه برابر دمای ذوب آهن).
برای تبدیل کلوین به درجه سانتی گراد می توانید از فرمول زیر استفاده نمایید:
با بالا رفتن از سطح فوتوسفر دما کاهش یافته و گازها به دلیل سردتر شدن، انرژی روشنایی بالایی ساطع نمی کنند. پس از فوتوسفر میرسیم به ناحیه ی کروموسفر. این ناحیه تقریبا به اندازه ی 2 هزار کیلومتر ضخامت دارد و به دو بخش بالایی و پایینی تقسیم می شود. تفاوت دمای این دو بخش در گستره ای میان 4500 تا 10000 درجه کلوین می باشد. کروموسفر با بادهای گرم رسیده از فوتوسفر به شدت داغ می گردد و انرژی زیادی آزاد می کند.
کرونای خورشید
کرونای خورشید که بر طبق تحقیقات منجمان آخرین لایه از ساختار خورشید معرفی شده است، داغ ترین لایه ی خورشید به حساب می آید. کرونا قسمتی از اتمسفر خورشید است. به هنگام کسوف خورشید، تصاویر گرفته شده از خورشید با اشعه ایکس به وضوح این لایه را نشان می دهد. درجه حرارت کرونای خورشید چیزی حدود 2 میلیون درجه کلوین تخمین زده شده است(بیش از 1700 برابر دمای ذوب آهن!). نکته ی جالب و تامل برانگیز این است که هنوز کسی قطع به یقین نمی داند که چرا کورونا تا این حد داغ است!
دانشمندان حدس میزنند که مغناطیس خورشید و هجوم ذره های پر انرژی از لایه های درونی به این ناحیه می تواند یکی از دلایل این داغی بیش از حد باشد. البته در سطح کورونا علاوه بر مناطق داغ، حفره هایی تیره نیز وجود دارند که حفره های کورونایی نامیده می شوند.
در هر ثانیه بر روی سطح خورشید واکنش ها و اتفاقات عجیبی در حال رخ دادن است که از آن ها به عنوان لکه های خورشیدی، زبانه های خورشیدی و شعله های خورشیدی نیز یاد می کنند. در ادامه این مقاله هر یک را به اختصار معرفی می کنیم.
لکه های خورشیدی
لکه های خورشیدی به صورت جفتی و در ناحیه ی فوتوسفر تشکیل می شوند این لکه ها که در حقیقت میدان های مغناطیسی شدید و پر قدرتی هستند که به دلیل حرکت گازهای گوناگون راه خود را به سطح خورشید باز کرده اند. چرخه ی تشکیل یک جفت از لکه های خورشیدی چرخه ای تقریبا ۱۱ ساله تخمین زده شده است.
زبانه های خورشیدی
به حجم گسترده و عظیمی از گازها که با نظمی نسبی از یک سطح بلند شده و بر روی یک خط قرار می گیرند و در تصاویر ثبت شده همچون زبانه هایی کوتاه و بلند به نظر می رسند، زبانه های خورشیدی می گویند. ستاره شناسان علت تشکیل زبانه های خورشیدی را خطوط مغناطیسی ای می دانند که لکه های خورشیدی آنها را تولید می کنند.
شعله های خورشیدی
توجه داشته باشید که عمر زبانه های خورشیدی می تواند دو تا سه ماه دوام داشته باشد و گاهی قادرند بیش از 50 هزار کیلومتر از سطح خورشید بالاتر بروند(تقریبا چهار برابر قطر کره زمین خودمان!). در چنین حالتی و به هنگام رسیدن به این ارتفاع، زبانه ها حدود چند دقیقه تا چند ساعت گدازه هایی را با سرعت هزاران کیلومتر بر ثانیه به بیرون پرتاب می کنند که این اتفاق نیز فوران تاجی نامیده می شود.
جالب است بدانید که این شعله های خورشیدی خسارات و آسیب هایی هم برای ساکنین کره ی زمین دارد. چرا که وقتی موج شدیدی از این شعله ها به زمین می رسد، نیروگاه های برق، ماهواره ها و اتصالات بی سیم را دچار اختلالات شدیدی می کند و ممکن است خسارات جبران ناپذیری به بار بیاورد.
دستگاه های مخابراطی و الکترونیکی، زمانی که در میدان مغناطیسی این شعله ها قرار می گیرند، قطعاتشان آسیب دیده و دچار اختلال شدید می شوند. دستگاه هایی که زیر ساخت و بستر تمامی ارتباطات بی سیم، اینترنت و سیستم های بزرگ دولتی اداری و بانکی هستند!
آینده خورشید چگونه رقم خواهد خورد؟
سنّ خورشید، این ستاره ی درخشان و پر نور، چهار هزار و پانصد و چهل و سه میلیون سال است. در حقیقت خورشید، 60 میلیون سال بیشتر از زمین سن دارد! منجمان دریافته اند که اندازه ی خورشید در طول این 4.5 میلیارد سال، نزدیک به ۶ درصد بزرگتر شده است و در حال حاضر به اندازه 5 تا 5.5 میلیارد سال دیگر انرژی ذخیره شده در درون خود دارد. بی تردید در این بازه زمانی بلند مدت، اندازه ی خورشید بیشتر و بزرگتر از قبل نیز خواهد شد.
چنانچه هسته ی خورشید دیگر هیدروژنی در خود نداشته باشد، نیروی گرانشی فشار شدیدی به خورشید وارد کرده و آن را منقبض می کند. در حالی که در لایه های بالایی خورشید هنوز هیدروژن حضور دارد و مشغول انجام واکنش شیمیایی است. با انقباض هسته، دما به شدت بالا می رود و این داغی وحرارت بیش از حد هسته به لایه های بالایی انتقال می یابد.
نهایتا و در اثر این عملیات شعاع خورشید آنچنان افزایش می یابد که ستاره ی خورشید زیبای ما به یک غول سرخ مبدل می شود. شعاع این غول سرخ مهیب حدود 100 برابر شعاع خورشیدی است که اکنون می بینیم. نهایتا این غول، کره ی زمین را می بلعد و بخار می کند. چه سرنوشت هولناکی!
البته پروسه ی تبدیل خورشید به غول سرخ و بلعیدن زمین، میلیارد ها سال زمان می خواهد و فکر نمی کنیم به عمر ما قد بدهد!
از این رو انسان ها فعلا نگران نابودی خورشید و بلعیدن زمین توسط آن نیستند. هنوز قرار است نور خورشید، بی وقفه و بی چشم داشت بر این کره ی خاکی ارزانی گردد و به موجودات زنده ی آن حیات ببخشد. این آخرین قسمت از سلسله مقالات “طرز کار خورشید” بود.
از اینکه در این مقاله با شرکت نورپردازی نورنگار اسپادانا همراه بودید، متشکریم. اگر از طرفداران مباحث علمی در مورد نور و روشنایی هستید، احتمالا خواندن مقالات زیر برایتان جذاب خواهد بود:
روانشناسی نور و روانشناسی رنگ ها 1
روانشناسی نور و روانشناسی رنگ ها 2
تاریخچه چراغِ روشنایی ؛ اینفوگرافیک
مقایسه دو مفهوم نورپردازی و روشنایی
.
.
.
