الشمس
الشمس وهي النجم المركزي للمجموعة الشمسية. وهي تقريباً
كروية وتحوي بلازما حارة متشابكة مع الحقل المغناطيسي. يبلغ قطرها حوالي 1,392,684
كيلومتر،وهو ما يعادل 109 أضعاف قطر الأرض وكتلتها 2×1030 كيلوغرام وهو ما يعادل
330,000 ضعف من كتلة الأرض وتشكل نسبة ما يتراوح إلى 99.86 % من كتلة كل المجموعة
الشمسية. من الناحية الكيميائية يشكل الهيدروجين ثلاث أرباع مكونات الكتلة
الشمسية، أما البقية فهي في معظمها هيليوم مع وجود نسبة 1.69% ( تقريباً تعادل
5,628 من كتلة الأرض) من العناصر الأثقل ممتضمة الأكسجين والكربون والنيون والحديد
وعناصر أخرى.
تنمتمي الشمس وفق التصنيف النجمي على أساس الطبقات
الطيفية إلى الفئة
G2V .ويعرف بأنه قزم أصفر، لأن الأشعة المرئية تكون أكثر
في الطيف الأصفر والأخضر . وتبدو من على سطح الكرة اللأرضية ذات لون أصفر على
الرغم من لونها الأبيض بسبب النشر الإشعاعي للسماء للون الأزرق.. على أي حال وفق
التصنيف النجمي، يشير الرمز G2 إلى درجة حرارة السطح والتي تصل
تقريباً إلى 5778 كلفن، بينما يشير الرمز V إلى أن الشمس هي نجم من
النسق الأساسي. ويعتبره علماء الفلك بأنه نجم صغير وضيل نسبياً، ويعتقد أن الشمس
ذات بريق أكثر من 85% من نجوم مجرة درب التبانة، لتشكل أقزام حمراء معظم نجوم هذه
المجرة. يبلغ القدر المطلق للشمس +4.83، وكنجم أقرب إلى الأرض فإن الشمس هي أكثر
جرم لمعاناً في سماء الأرض مع قدر ظاهري −26.74. تتمدد هالة الشمس بشكل مستمر إلى
الفضاء مشكلةً ما يعرف بـ رياح شمسية وهي عبارة عن جسيمات مشحونة تمتد حافة الغلاف
الشمسي
(heliopause) والتي تصل إلى حوالي 100 وحدة فلكية، ويمتلئ
الوسط بين النجمي بالرياح الشمسية. يشكل الغلاف الشمسي أكبر بنية متصلة في
المجموعة الشمسية.
تتحرك الشمس في السحابة البينجمية المحلية الواقعة في
منطقة الفقاعة المحلية ضمن الحافة الداخلية لذراع الجبار أحد الأذرعة الحلزونية
لمجرة درب التبانة. تحتل الشمس المركزة الرابعة من حيث الكتلة ضمن الـخمسين نجم
الأقرب إلى الأرض (نجوم تقع على مسافة 17 سنة ضوئية من الأرض)، في حين أن أقرب نجم
من الأرض بعد الشمس هو القنطور الأقرب الذي يقع على بعد 4.2 سنة ضوئية.
يبعد مدار الشمس المجري عن مركز المجرة على بعد تقريبي
يتراوح ما بين 24,000–26,000 سنة ضوئية، تكملة الشمس مدارها المجري أو السنة مجرية
كما يظهر من القطب المجري الشمالي في حوالي 225–250 مليون سنة. بما أن المجرة
تتحرك بشكل متناسب مع إشعاع الخلفية الكوني الميكرويفي بسرعة 550 كم/سا مما ينتج
حركة للشمس بسرعة 370 كم/سا باتجاه كوكبة الأسد أو كوكبة الباطية.
تبلغ متوسط مسافة الشمس عن الأرض حوالي 149.6 مليون كم
(وحدة فلكية واحدة)، ويعتقد أن هذه المسافة تتغير بتحرك الأرض من الأوج إلى الحضيض. ينتقل الضوء عند هذه المسافة المتوسطة خلال 8
دقيقة و9 ثوان، تؤمن طاقة الأشعة الضوئية الشمسية المنتقلة إلى الأرض الحياة عليها
من خلال تأمين عملية التمثيل الضوئي,
إضافة إلى تأمين مناخ وطقس الأرض، وقد عرفت آثار الشمس على الأرض في عصر ما قبل
التاريخ، واعتبرت الشمس وفق بعض الثقافات كإله. تطور الفهم العلمي للشمس بشكل
بطيء، وحتى علماء القرن التاسع عشر كانت معارفهم حول التكوين المادي للشمس ومصدر
طاقتها محدود، ولاتزال هذه المعارف تتطور مع وجود بعض الحالات الشاذة في سلوك الشمس
الغير قادرة على التفسير.
النواة
تمتد نواة الشمس من مركز الشمس إلى 20-25% من نصف قطر
الشمس. وتزيد كثافتها عن 150 غ/سم3 (حوالي 150 ضعف من كثافة الماء). تصل درجة
الحرارة ضمن النواة إلى 15.7 مليون كلفن، في حين أن درجة حرارة سطح الشمس تصل إلى
5,800 كلفن. وفق تحليل المسبار سوهو فإن نواة الشمس تدور بسرعة أكبر من سرعة دوران
المنطقة الإشعاعية. تنتج الطاقة الشمسية خلال معظم حياة الشمس من خلال الاندماج
النووي من خلال سلسلة من المراحل تدعى بسلسلة تفاعل بروتون-بروتون، ومن خلال هذه
العملية يتحول الهيدروجينإلى الهيليوم. بينما ينتج عن طريق دورة كنو فقط 0.8% من
طاقة الشمس.
تعتبر نواة الشمس الطبقة التي تنتج معظم الطاقة الحرارية
للشمس من خلال الاندماج النووي، فمن خلال الـ 24 % من نصف القطر الشمسي يتم انتاج
99% من الطاقة. وتتوقف عملية الاندماج النووي ما بعد 30% من نصف القطر الشمسي، في
حين أن بقية النجم يتم تسخينه عن طريق الانتقال الحراري. وهكذا فإن الطاقة المنتجة
من النواة تنتقل منها خلال عدة طبقات لتصل إلى الفوتوسفير لتنتقل من ثمة إلى
الفضاء على شكل أشعة ضوئية وطاقة حركية للجسيمات.
تحدص سلسلة البروتون - بروتون ضمن نواة الشمس كل 9.2*1037
مرة في الثانية الواحدة. بما أن هذا التفاعل يستخدم أربع بروتونات حرة (نوى
الهيدروجين) فإنه يحول 3.7*1038 بروتون إلى جسيم ألفا (نوى هيليوم) خلال الثانية
الواحدة أي مايعادل حوالي 6.2 *1011 كيلوغرام في الثانية. ونظراً لأن اندماج
الهيدروجين وتحوله إلى هيليوم يحرر حوالي 0.7% من الكتلة المنصهرة إلى طاقة فيبلغ مجمل الكتلة المتحولة إلى طاقة حوالي 4.26
مليون طن/الثانية أو الطاقة الناتجة عن تحول هذه الكتلة تساوي 384.6 *1026 واط[1]
وهو مايعادل الطاقة الناتجة عن انفجار 9.192*1010 كيلو غرام من التي إن تي في الثانية
الواحدة. وتتحول المادة إلى طاقة وتشع كطاقة إشعاعية طبقا لقانون تكافؤ المادة
والطاقة الذي صاغة أينشتاين في النظرية النسبية.
تتغير الطاقة المنتجة عن طريق الاندماج النووي تبعاً
لبعدها عن مركز الشمس. توضح المحاكاة النظرية أن الطاقة المنتجة في مركز الشمس تصل
إلى 276.5 واط/م3
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق