שמש

השמש היא כדור אש, שבעומקו מתרחשת ללא הרף תגובה תרמו-גרעינית. כתוצאה מכך, אטומי מימן הופכים לאטומי הליום, ומשתחררת אנרגיה עצומה. חלק קטן ממנו נותן חיים לכדור הארץ. כדור אש שנוצר מהיתוך גרעיני נקרא כוכב הרצף הראשי.

כוכב הבית שלנו מאופיין כ" גמד צהוב" כלומר, בקנה מידה קוסמי, תצורה זו קטנה, וצבעה צהוב. אבל העין האנושית תופסת אותו כלבן. אורך חייו של גמד צהוב קצר באופן התקפי. זה רק בערך 10 מיליארד שנים. לפי אמות המידה של היקום, הגיל הוא מגוחך. אבל זה בדיוק כמה זמן לוקח למימן להפוך לחלוטין להליום.

לאחר מכן, הכוכב מתרחב והופך לתצורה קוסמית נוספת הנקראת ענק אדום. במקרה זה, ההליום מתלקח. הוא מתחיל להפוך לפחמן, וגודל הכוכב גדל וגדל. לדוגמה, הגבולות החיצוניים של השמש שלנו יגיעו לכדור הארץ, ויספגו את מרקורי ונוגה לאורך הדרך. באופן טבעי, לא יהיו עוד חיים על הכוכב הכחול. האוקיינוסים יתנדפו, אבל הבסיס לכל דבר הוא מים.

כוכב נשאר בדרך כלל במצב הענק האדום במשך מיליארד שנים. ואז הוא הופך לערפילית פלנטרית. זהו ענן גז שבמרכזו ננס לבן. זהו גם כוכב, אך ללא כל מקור אנרגיה. יש לו צפיפות עצומה ובהירות זניחה. ננסים לבנים כאלה בגלקסיה שלנו מהווים כ-10% ממספר הכוכבים הכולל.

אבל זה סוף הדרך, ואיפה זה מתחיל? כיצד נוצר כוכב צעיר, כיצד הופיעו השמש ומערכת השמש שלנו? יש תיאוריה ברורה בעניין זה שמסבירה את הופעת כוכבי הרצף הראשי.

הופעת השמש

לפני כ-5 מיליארד שנים, לא היה דבר במקום בו אנו נמצאים כעת. לא היה כדור הארץ, לא כוכבי לכת אחרים ולא שמש. כל החלל היה מלא במולקולות מימן. הם יצרו ערפילית ענקית ונעו בחופשיות בחלל. אבל שום דבר לא נמשך לנצח מתחת לירח (במקרה הזה, מתחת למרכז הגלקסיה). בהשפעת כוחות הכבידה, ענן המימן החל בהדרגה להתפתל לתוך משפך ולהסתובב סביב צירו.

למה זה קרה? כוח המשיכה אשם בכל. על אותו כדור הארץ, למשל, הודות להם נוצרות סופות טורנדו ומערבולת עוצמתיים. הקוסמוס כולו חי על פי אותם חוקים. רק סופות טורנדו בחלל חסר אוויר הן הרבה יותר גדולות בגודלן וקיימות מיליוני שנים רבות. סופת טורנדו דומה התרחשה לפני 5 מיליארד שנים. הוא זה שגרם להופעתו של הגמד הצהוב.

משפך הגז העצום הסתובב מהר יותר ויותר, ובמרכזו גדלה צפיפות המימן. הטמפרטורה עלתה בהתאם. לבסוף הוא הגיע לערך קריטי ועורר את תחילתה של תגובה תרמו-גרעינית. כך נולדה השמש. הוא נוצר במלואו לפני 4.6 מיליארד שנים. כלומר, כרגע הגמד הצהוב כבר חי חצי מחייו. עם כל מיליארד שנים חדשים שחיים, הוא נעשה בהיר יותר ויותר. מה המבנה הפנימי שלו?

מבנה פנימי של השמש

מסת השמש מתאימה ל-99% ממערכת השמש כולה והיא שווה ל-2 × 1027 טון. האחוז הנותר מגיע מכוכבי לכת, לוויינים, שביטים ואסטרואידים. קוטר הכוכב שווה פי 109 מקוטר כדור הארץ והוא 1.39 מיליון ק"מ. מהננס הצהוב לכוכב הלכת הכחול הוא 149.6 מיליון ק"מ. זה מה שנקרא אחד יחידה אסטרונומית. מרכז שביל החלב נמצא במרחק של 26 אלף שנות אור מהשמש. הכוכב עושה מהפכה אחת במסלולו כל 200 מיליון שנה. הוא נע סביב מרכז הגלקסיה במהירות של 217 קמ"ש.

במרכז המאורה נמצא הליבה. הוא מכיל 40% ממסת השמש הכוללת. קוטרו הוא כ-350 אלף ק"מ. צפיפות הליבה עצומה והיא פי 150 מצפיפות המים. הטמפרטורה של ליבת השמש היא כ-13.6 מיליון מעלות צלזיוס. בתוך הליבה מתרחשת התגובה התרמו-גרעינית ומשתחררת אנרגיה, כאשר מולקולות מימן, בהשפעת הטמפרטורה והצפיפות, מתמזגות זו עם זו והופכות להליום. במקרה זה נפלטים ניטרינו ופוטוני גמא.

פוטוני גמא, בתהליך תנועתם למעטפת השמש החיצונית, מתפרקים לפוטונים בעלי אנרגיה נמוכה יותר, והנייטרינים אינם משתנים בשום צורה כאשר הם עוברים דרך המסה החמה.

מאחורי הליבה נמצא אזור הסעה. תנאי הטמפרטורה בו נמוכים בהרבה ואינם עולים על 5 מיליון מעלות צלזיוס ליד הליבה. באופן טבעי, היתוך גרעיני לא יכול להתרחש בטמפרטורה כזו. עוביו של אזור זה הוא כ-300 אלף ק"מ. במרחק זה הטמפרטורה יורדת ל-6 אלף מעלות צלזיוס. המשימה של האזור היא להעביר לאט ובהדרגה טמפרטורה גבוהה אל פני השטח של הכוכב. השדה המגנטי של הננס הצהוב נוצר גם באזור ההסעה.

מתיחות נוספות פוטוספירה. זה נחשב לפני השטח של הכוכב המקומי שלנו. מכאן מגיעה קרינת השמש. בקצה החיצוני של הפוטוספירה הטמפרטורה מגיעה ל-4.5 אלף מעלות צלזיוס. כל המרחקים מחושבים מפני השטח של שכבה זו, כולל המרחק לכדור הארץ.

הפוטוספירה מוקפת במעטפת חיצונית דקה מאוד. זה נקרא - כרומוספרה. עוביו אינו עולה על 2,000 ק"מ. הטמפרטורה בפוטוספירה עולה ומגיעה ל-10 אלף מעלות צלזיוס. באזורים מסוימים הוא יכול להגיע עד 20 אלף מעלות. הצפיפות באזור זה נמוכה יחסית מולקולות מימן. הם נותנים לקליפה החיצונית צבע אדום.

קורונה סולארית מעל פני השמש

מקיף את הפוטוספירה מלמעלה קורונה סולארית. צפיפות השכבה נמוכה מאוד, אך הטמפרטורה גבוהה. הוא מגיע ל-1-2 מיליון מעלות צלזיוס. למה זה קורה? יש השערה שהסיבה היא שדה מגנטי. בשל השפעתו, מתרחשות התלקחויות שמש. הם מחממים את הקורונה לטמפרטורות גבוהות. הכתר עצמו כמעט בלתי נראה בגלל הצפיפות הנמוכה שלו. מכדור הארץ ניתן לצפות בו במהלך ליקוי חמה, כאשר הירח חוסם לחלוטין את השמש. ברגע זה נצפה זוהר סביב הלווין של כדור הארץ, שהוא לא יותר מעטרה.

זרם עצום של חלקיקים מיוננים זורם ללא הרף מתוך הקורונה. זֶה רוח שטופת שמש, שהיא פלזמת הליום-מימן. חלקיקים נעים במהירויות של 400 עד 750 קמ"ש. הם חודרים לכל מערכת השמש, ומסיימים את דרכם בהליוספירה. זה המקום שבו מתחיל המדיום הבין-כוכבי, ומהירותם של חלקיקים מיוננים שואפת לאפס.

רוח השמש משפיעה לרעה על פני השטח של כוכבי הלכת של מערכת השמש. יש לזה גם השפעה שלילית על כדור הארץ. אבל השדה המגנטי החזק של הכוכב הכחול יוצר מגן מגן. בזכותו רוח השמש אינה יכולה לחדור אל פני כדור הארץ.

שדה מגנטי

לפלזמה סולארית מוליכות חשמלית גבוהה מאוד. בהתאם לכך, נוצר בו זרם חשמלי וכתוצאה מכך שדה מגנטי. לשמש יש שדה מגנטי כללי ושדות מגנטיים מקומיים. השדה המגנטי הכולל משנה את הקוטביות שלו כל 22 שנה. תהליך זה תלוי בפעילות השמש. כאשר הפעילות במינימום, המתח בקטבים הוא במקסימום. פעילות השמש עולה, עוצמת השדה פוחתת.

לשדות מגנטיים מקומיים יש עוצמה גדולה יותר ופחות סדירות על פני שטח קטן בהשוואה לשדה הכללי. אם השטח גדול, אז המתח נמוך. השדות המגנטיים החזקים ביותר נצפים בכתמי שמש. הדבר בולט במיוחד כאשר הקוטביות של השדה המקומי עולה בקנה אחד עם הקוטביות של השדה הכללי. באופן כללי, שדות אלה אינם יציבים ונמשכים רק כמה סיבובים של השמש.

כתמים כהים על השמש

פעילות סולארית

ראשית בואו נגדיר כתמי שמש. אלו הם אזורים כהים הנראים בבירור, שהטמפרטורה בהם נמוכה מחלקים אחרים של הפוטוספירה. העניין הוא שבמקומות האלה בוקעים קווי מתח של שדות מגנטיים רבי עוצמה ממעמקי הגמד הצהוב. הם מדכאים את תנועת החומר, ולכן מפחיתים את הפיזור האחיד של האנרגיה התרמית. מספר כתמי השמש הוא המדד העיקרי לפעילות השמש.

פעילות השמש עצמה מייצגת תופעות שונות הנגרמות על ידי יצירת שדות מגנטיים. הוא מתבטא בצורה של התלקחויות, שינויים בעוצמת הקרינה האלקטרומגנטית, הפרעות ברוח השמש ותופעות נוספות. כתוצאה מכל זה, המדיום הבין-פלנטרי מופרע. מה שמתבטא בצורה של פעילות גיאומגנטית, נניח, על אותו כדור הארץ.

מבחינת זמן, פעילות השמש יכולה להיות לטווח קצר או לטווח ארוך. במקרה השני, זה משפיע באופן קיצוני על האקלים של כוכב הלכת הכחול. לדוגמה, ההתחממות הגלובלית הנצפית כיום קשורה ישירות לפעילות ארוכת הטווח של הכוכב הצהוב. אבל המנגנון של השפעה כזו עדיין נחקר מעט מאוד.

הירח כיסה את השמש והיה ליקוי חמה

ליקוי חמה מתרחש כאשר הירח חוסם לחלוטין או חלקית את השמש מפני צופה בכדור הארץ. תופעה זו אפשרית רק ב ירח חדש. זהו שלב מסוים כאשר הכוכב הצהוב, כוכב הלכת הכחול והירח נמצאים על אותו קו. במקרה זה, הלוויין של כדור הארץ ממוקם באמצע. משך המרווח בין הירח החדש הוא 29.5 ימים.

יש בממוצע 235 ליקויי חמה כל 100 שנה. יתרה מכך, הדיסק הסולארי סגור לחלוטין ב-62 מקרים. 159 מקרים הם סגירה חלקית של הדיסק. כלומר, הלוויין של כדור הארץ אינו עובר במרכז דיסקת השמש, אלא מסתיר רק חלק ממנו מהצופה. השמיים מתכהים מעט. ליקוי כזה ניתן לראות במרחק של כ-2,000 קילומטרים מהאזור שבו הירח מכסה לחלוטין את השמש.

ב-14 מקרים נצפה ליקוי טבעתי. במקרה זה, הלוויין עובר לאורך דיסקת השמש, אך מתברר כקוטר קטן יותר, כך שאינו יכול להסתיר את הכוכב מהצופה.

במהלך ליקוי מלא, קורונה השמש נראית בבירור. אבל האנושות תוכל להעריץ אותו לא יותר מ-600 מיליון שנה. לאחר פרק זמן זה, הירח יתרחק כל כך מכדור הארץ עד כי ליקוי חמה מלא לא יהיה אפשרי עוד. העובדה היא שהלוויין נע מהר יותר ויותר, והכוכב הכחול מאט בהדרגה את סיבובו. לפיכך, הירח מתרחק מכדור הארץ ב-4 ס"מ מדי שנה.

באשר לשמש, היא תזרח במשך זמן רב במרחק של החלל, ותעניק לבני כדור הארץ חום וחיים. מיליארדי שנים יעברו עד שיתחילו שינויים דרמטיים שעלולים להשפיע לרעה על כוכב הלכת הכחול. בואו נקווה שעד זה הציוויליזציה האנושית תמצא הזדמנות להגן על עצמה מפני הרס. הדבר היחיד שלא יהיה אפשרי הוא להציל את השמש עצמה. אחרי הכל, היקום חי במסגרת של מחזורים קוסמיים, שלכל אחד מהם יש התחלה משלו וסוף משלו.