برندزلینک

مرجع لینک

برندهای برتر

افزایش رتبه

افزایش محبوبیت

افزایش ترافیک

خورشید

خورشید

خورشید،گوی غول پیکر درخشانی در وسط منظومه شمسی و تامین کننده نور، گرما و انرژی های دیگرزمین است. sun - خورشیداین ستاره به طور کامل از گاز تشکیل شده است. بخش بشتر اینگاز از نوعی می باشد که به نیروی مغناطیسی حساس است. این نوع از گاز به خاطر همینحساسیت، بسیار خاص می باشد. دانشمندان به آن پلاسما* می گویند.(* پلاسما حالتچهارم ماده است. در خیلی جاها این چنین آموزش می دهند که ماده دارای سه حالت جامد،مایع و گاز است. پلاسما گاز شبه خنثایی از ذرات باردار و خنثی است که رفتار جمعیاز خود ارائه می‌دهد. به عبارت دیگر می‌توان گفت که واژه پلاسما به گاز یونیزه شده‌ایاطلاق می‌شود که همه یا بخش قابل توجهی از اتمهای آن یک یا چند الکترون از دستداده و به یونهای مثبت تبدیل شده باشند. یا به گاز به شدت یونیزه شده‌ای که تعدادالکترونهای آزاد آن تقریبا برابر با تعداد یونهای مثبت آن باشد، پلاسما گفته می‌شود.توضیحات بیشتر را در ادامه مقاله مطالعه خواهید نمود.) نه سیاره و قمرهایشان، دهها هزار خرده سیاره و چندین تریلیون شهاب سنگ به دور خورشید در گردشند. خورشید وهمه این اجرام در منظومه شمسی می باشند. زمین با میانگین فاصله تقریبی ۱۴۹.۶۰۰.۰۰۰ کیلومتر از خورشید در حرکت است.



شعاع خورشید (فاصله بین مرکز تا سطح آن) حدود ۶۹۵.۵۰۰ کیلومتر، تقریبا ۱۰۹ برابر شعاع زمین است. مثال زیر به شما کمک می کند تا مقیاس خورشید، زمینو فاصله بین آنها را تصور کنید: اگر شعاع زمین را به اندازه عرض یک گیره کاغذمعمولی تصور کنیم، شعاع خورشید تقریبا برابر با پایه یک میز تحریر و فاصله آنهاحدودا به اندازه ۱۰۰ قدم خواهد بود.



قسمتی از خورشید که ما می بینیم دمایی حدود ۵۵۰۰ درجه سانتیگراد دارد. ستاره شناسان دمای ستارگان را با واحدی به نام کلوین(Kelvin) اندازه گیری می کنند و به طور خلاصه آن را K می نویسند. یککلوین دقیقا برابر با ۱درجه سلسیوس یا ۱.۸ درجه فارنهایت است، اما تفاوت واحد کلوین با واحد سلسیوس در نقطه شروعآنهاست. مقیاس واحد کلوین از صفر مطلق که برابر است با ۲۷۳.۱۵ – درجه سانتیگراد آغاز می شود. بنابرایندمای سطح خورشید ۵۸۰۰K و دمای هسته خورشید بیشاز ۱۵میلیون K می باشد.

انرژی خورشید به واسطه واکنش های ترکیبی اتمی در اعماق هسته آن تامین می شود. در یکواکنش ترکیبی دو هسته اتم با یکدیگر همراه شده و هسته ای جدید را به وجود می آورند.



این ترکیب با تبدیل اجزای هسته به انرژی، تولید انرژی می کند. خورشید مانند زمین مغناطیسیاست. دانشمندان با در نظر گرفتن میدان مغناطیسی یک جرم، خاصیت مغناطیسی آن جرم راتشریح می کنند. میدان مغناطیسی محدوده ای است که از همه فضای اشغال شده توسط یکجرم و بیشتر فضای پیرامون آن شامل می شود.

sun - خورشید

دانشمندان محدوده ای که در آن نیروهای مغناطیسی شناسایی می شوند(مثلا به وسیله قطب نما) را میدانمغناطیسی می نامند. فیزیکدانان خاصیت مغناطیسی یک جرم را بر اساس قدرت میدان مغناطیسیآن توصیف می کنند. این قدرت برابر است با نیرویی که یک میدان مغناطیسی بر یک جسم مغناطیسیمانند سوزن قطب نما اعمال می کند. قدرت میدان مغناطیسی عمومی خورشید تنها دو برابرقدرت میدان مغناطیسی زمین می باشد. ولی میدان مغناطیسی خورشید در مناطق کوچکی بهشدت متمرکز است، با قدرتی معادل ۳۰۰۰ بار بیشتر از اندازه میدان مغناطیسی عمومی آن. این مناطق شکل دهندهساختمان خورشید و به وجود آورنده ترکیبات سطح و اتمسفر آن یعنی منطقه ای که ما میبینیم می باشند. مناطق نسبتا سرد و لکه های خورشیدی، فوران های بسیار دیدنی که بهآنها زبانه های خورشیدی می گویند و شعله های تاج خورشید، شکل کلی سطح خورشید را ایجادمی نمایند.



زبانه های خورشیدی شدیدترین انفجار و فوران در منظومه شمسی می باشند. سپس شعله های تاجخورشید که دارای شدتی کمتر از زبانه ها و محتوی مقدار بسیار زیادی ماده می باشند. تنهایک فوران در تاج خورشید می تواند حدود ۲۰ بیلیون تن ماده را در فضا پخش کند. یک مکعب از جنس سرب که هر ضلع آنبرابر با ۱.۲ کیلومتر است میتواند چنین جرمی داشته باشد.



خورشید۴.۶ بیلیون سال پیش متولد شد و سوختلازم برای اینکه تا ۵بیلیون سال دیگر به همین صورت باقی بماند را دارد. پس از آن اندازه خورشید آنقدربزرگ می شود تا اینکه به نوعی از ستاره به نام غول سرخ تبدیل می شود. در آن هنگام لایه های بیرونی خود را با فراافکنی از دست می دهد. با فرو ریختن آنچه از خورشیدباقی می ماند، به جرمی با نام کوتوله سفید تبدیل می شود و آرام آرام روشنایی خودرا از دست می دهد و سرانجام وارد دوره جدید زندگی خود، به شکل یک جرم کم نور و سردکه گاهی به آن کوتوله سیاه می گویند، می شود.



مشخصات خورشید

sun - خورشید

جرم و چگالی



جرم خورشید ۹۹.۸ درصد از جرم کل منظومه شمسی است. این جرم معادل عدد ۱۰۲۷ X۲ تن می باشد که با یک ۲ و بیست وهفت صفر مقابل آن نوشته میشود. جرم خورشید ۳۳۳.۰۰۰ برابر جرم زمین است. میانگین چگالی آن حدود ۹۰ پوند در هر فوت مکعب و یا ۱.۴ گرم در هر سانتیمتر مکعب می باشد. اینمقدار تقریبا معادل ۱.۴ برابر چگالی آب و کمتر از یک سوم میانگین چگالی زمین است.



ترکیببندی



بیشتراتمهای خورشید، مانند اغلب ستارگان، اتمهای عنصر شیمیایی هیدروژن می باشند. بعد ازهیدروژن، عنصر هلیوم در خورشید بسیار یافت می شود و بقیه جرم خورشید از اتمهای هفتعنصر دیگر تشکیل شده است. به ازای هر ۱ میلیون اتم هیدروژن در کل خورشید، ۹۸.۰۰۰ اتم هلیوم، ۸۵۰ اتم اکسیژن، ۳۶۰ اتم کربن، ۱۲۰ اتم نئون، ۱۱۰ اتم نیتروژن، ۴۰ اتم منیزیوم، ۳۵ اتم آهن و ۳۵ اتم سیلیکون وجود دارد. بنابراینحدودا ۹۴ درصد از اتمها،هیدروژن و حدود ۰.۱ درصد اتمهایی غیر از هیدروژن و هلیوم می باشند.



اماهیدروژن سبک ترین عنصر است و ۷۲ درصد از جرم این ستاره را تشکیل می دهد. هلیوم ۲۶ درصد از جرم خورشید را به خوداختصاص داده است.

درون خورشید و بیشتر اتمسفر آن از پلاسما تشکیل شده است. پلاسما گازی است که دمای آن بهقدری زیاد است که به نیروی مغناطیسی حساس می باشد. دانشمندان گاهی به تفاوتهای بینگاز و پلاسما بسیار تاکید کرده و پلاسما را حالت چهارم ماده، در کنار سه حالتجامد، مایع و گاز، می نامند. ولی در حالت کلی، دانشمندان تنها در صورت لزوم بینگاز و پلاسما تفاوت قائلند.



تفاوت اساسی بین گاز و پلاسما متاثر از حرارت بسیار شدید است: این حرارت باعث جدا شدناتهای گاز می شود. آنچه باقی می ماند – یعنی پلاسما – از اتمهای باردار به نام یونو ذرات باردار به نام الکترون که به طور مستقل حرکت می کنند، تشکیل شده است.



یک اتم خنثی شامل یک یا چند الکترون است که مانند یک پوسته در اطراف هسته مرکز اتم عمل می کنند. هر الکترون حامل یک بار منفی الکتریکی است. هسته در قلب مرکزی یک اتمجای گرفته است که تقریبا همه جرم اتم را دارد. ساده ترین شکل هسته، که همان هسته هیدروژن است، از یک ذره به نام پروتون تشکیل شده است. یک پروتون حامل یک بار مثبت الکتریکیاست. بقیه شکل های هسته شامل یک یا چند پروتون و یک یا چند نوترون می باشند. نوترونبار الکتریکی ندارد بنابراین بار الکتریکی همه هسته ها مثبت است. یک اتم خنثی بهتعداد پروتونهایش، الکترون دارد بنابراین مجموع بارهای آن برابر با صفر است.



یک اتم یا مولکول که یک یا چند الکترون خود را از دست بدهد بار مثبت پیدا می کند و به آن یون یا یون مثبت می گویند. بیشتر اتمهای خورشید، یونهای مثبت هیدروژنند. بنابراین،بیشتر خورشید شامل پروتون و الکترون های مستقل است.



مقدارنسبی پلاسما و دیگر گازها در یک منطقه مشخص شده از اتمسفر خورشید به دمای آن منطقه بستگی دارد. با افزایش دما، اتمهای بیشتر و بیشتری یونیزه می شوند و اتم های یونیزهشده الکترون های بیشتر و بیشتری از دست می دهند. تاج خورشید نام منطقه ای ازاتمسفر خورشید است که بیش از هر جای دیگر در اتمسفر خورشید، یونیزه شده است. دمایتاج خورشید معمولا بین ۳میلیون K تا ۵میلیون K یعنی دمایی فراتر از دمای لازم برای جدا کردن بیش از نیمی از ۲۶ الکترون اتم آهن می باشد.



اینکه چه اندازه از اتم های یک گاز اتمهای یونیزه هستند بستگی به دما دارد. اگر دمانسبتا داغ باشد، اتمها یونیزه می شوند اما چنانچه گاز نسبتا سرد باشد امکان ترکیب شیمیایی اتمها و تشکیل مولکول به وجود می آید. بیشتر اتمهای سطح خورشید یونیزه شدهاند. ولی در مناطق لکه های خورشیدی به دلیل پائین بودن دما، اتمها تشکیل مولکول میدهند.



انرژیبازده



بیشترانرژی که خورشید ساطع می کند نور مرئی و اشعه های فروسرخ که ما آن را به صورت گرمادریافت می کنیم، می باشد. نور مرئی و پرتوهای فروسرخ، دو شکل از پرتوهایالکترومغناطیسی می باشند. خورشید همچنین پرتوهایی از ذرات که بیشتر پروتون ها والکترون ها می باشند را ساطع می نماید.



پرتوهای الکترومغناطیسی



پرتوهای الکترومغناطیسی شامل نیروی الکتریکی و نیروی مغناطیسی می باشند. این پرتوها را میتوان مانند یک موج انرژی و یا بسته های ذره مانندی از انرژی به نام فوتون دانست.

نورمرئی، اشعه فروسرخ و دیگر اشکال پرتوهای الکترومغناطیسی از حیث مقدار انرژی با هم متفاوتند. شش گروه از انرژی ها، طیف انرژی های الکترومغناطیس را تشکیل می دهند. ازکم انرژی ترین تا پر انرژی ترین به ترتیب عبارتند از: امواج رادیویی، اشعه فروسرخ،نور مرئی، اشعه فرا بنفش، اشعه ایکس و اشعه گاما. مایکروویو ها، که موج های بسیارقوی رادیوئی هستند، گاهی در یک رده دیگر به طور مجزا قرار می گیرند. پرتوهای خورشیدشامل همه پرتوهای طیف الکترومغناطیس می باشند.



مقدارانرژی در امواج الکترومغناطیس ارتباط مستقیم با طول موج* یعنی فاصله بین قله های پیاپیآنها دارد.(*برای درک بهتر از معنی طول موج تصور کنید،حشره ای در آب یک حوض آرامدست و پا می زند و امواجی دایره ای به سمت حاشیه های اطراف حوض منتشر می شوند. بهبلندترین قسمت هر موج دایره شکل “قله” می گویند. فاصله میان هر دو قله “طول موج” نامیدهمی شود. شمار قله هایی که در هر ثانیه به حاشیه حوض می رسند “فرکانس” نام دارد. هرچه فرکانس بیشتر باشد، طول موج کوتاه تر است). هرچه انرژی پرتو بیشتر باشد، طولموج کوتاهتر است. برای مثال پرتوهای گاما طول موجی کوتاهتر از امواج رادیوئی دارند.انرژی یک ذره فوتون بستگی به مکان آن در طیف دارد. برای مثال یک فوتون اشعه گاماانرژی بیشتری از یک فوتون رادیوئی دارد.



همه اشکال امواج الکترومغناطیس با سرعت برابر، معادل سرعت نور (۲۹۹.۷۹۲ کیلومتر در ثانیه) در فضا سفر میکنند. با این سرعت، یک فوتون آزاد شده از خورشید تنها حدود ۸ دقیقه طول می کشد تا به زمین برسد.



امواج الکترومغناطیسی که از خورشید به بالای اتمسفر زمین می رسند ثابت خورشیدی نام دارند.این مقدار برابر است با حدود ۱۳۷۰ وات در هر متر مربع. ولی تنها حدود ۴۰ درصد از این امواج به سطح زمین میرسند. اتمسفر زمین مقداری از نور مرئی و اشعه فروسرخ، تقریبا همه پرتوهای فرابنفشو تمامی پرتوهای ایکس و گاما را فیلتر می کند. تقریبا همه امواج رادیویی به سطح زمینمی رسند.



پرتوهای ذرات



پروتونها و الکترون ها دائما مانند بادهای خورشیدی از سطح خورشید بلند می شوند. این ذرات به زمین بسیار نزدیک می شوند ولی میدان مغناطیسی زمین مانع از ورود آنها به سطح زمینمی شود.

به هر حال به دلیل انفجارها و گدازه های تاج و زبانه های خورشیدی، ذرات زیادی با شدتبه اتمسفر زمین می رسند. این ذرات را به نام پرتوهای کیهانی خورشیدی می شناسند. بیشتراین ذرات پروتون ها هستند ولی الکترون ها نیز در آنها وجود دارند. آنها به شدت پرانرژیند. بنابراین می توانند برای فضانوردها و کاوشگرها خطرآفرین باشند.



پرتوهای کیهانی نمی توانند به سطح زمین برسند. هنگامیکه آنها با اتمسفر زمین برخورد میکنند، تبدیل به بارانی از ذرات کم انرژی تر می شوند. ولی از آنجائیکه رویدادهای خورشیدی بسیار پر انرژی هستند، آنها می توانند طوفانهای ژئومگنتیک را، بویژه در میدانمغناطیسی زمین به وجود آورند. این طوفانها می توانند باعث مختل شدن تجهیزات الکتریکیدر سطح زمین شوند. برای مثال آنها می توانند با افزایش فشار بار کابلها منجر بهقطع برق شوند.



رنگ



درطیف پرتوهای الکترومغناطیس، نور مرئی متشکل از رنگهای موجود در رنگین کمان می باشد.نور خورشید شامل همه این رنگها است. بیشتر پرتوهایی که از خورشید به ما می رسندرنگهای زرد تا سبز از طیف نور مرئی می باشند. در هر صورت نور خورشید سفید است. هنگامیکهاتمسفر زمین مانند یک فیلتر برای تنظیم خورشید عمل می کند، خورشید ممکن است زرد یانارنجی به نظر رسد.



شمامی توانید نور خورشید را به کمک یک منشور نگاه کرده و آن را تفکیک کنید. نور قرمز،که توسط کم انرژی ترین فوتون ها، با بلندترین طول موج، به وجود می آید در یکی ازدو انتهای طیف قرار می گیرد. نور قرمز در نور نارنجی و سپس زرد محو می شود. پس اززرد، نور سبز و بعد از آن آبی را خواهید دید. آخرین رنگ نیز بنفش می باشد که با پرانرژی ترین فوتون ها و کوتاه ترین طول موج، به وجود می آید. این فهرست رنگ به اینمعنا نیست که نور خورشید تنها از شش یا هفت رنگ تشکیل شده بلکه هر یک از رنگ هایمابین رنگهای مذکور، خود یک رنگ به حساب می آید. تعداد رنگهای موجود در طبیعت ازتعداد رنگهاییکه انسان تابه حال نامگذاری کرده بسیار بیشتر است.



چرخش خورشید



خورشیدتقریبا در هر ماه یک دور کامل به دور خود می چرخد. ولی از آنجائیکه خورشید یک جرم گازیست نه یک جرم جامد، قسمتهای مختلف آن با سرعت متفاوت حرکت می کند. گازهای نزدیک به خط استوای خورشید در هر ۲۵روز یک دور کامل حرکت می کنند، در حالیکه گردش کامل گازهای موجود در عرضهای جغرافی بالاتر ۲۸ روز به طول می انجامد. محور گردش خورشید با چند درجه شیب نسبت به محور گردش زمین قرار گرفته اس بنابراین قطب جغرافی شمال یا قطب جغرافی جنوب آن معمولا از زمین قابل رویت است.



ارتعاش



ارتعاشات خورشید مانند زنگیست که دائم در حال نواخته شدن است. خورشید در آن واحد بیشتر از ۱۰ میلیون درجه صوت مختلف ایجاد میکند. ارتعاشات گازهای خورشیدی از نظر مکانیکی شبیه به ارتعاشات هوا، که آنها را بانام امواج صوتی* می شناسیم، می باشند. از این رو ستاره شناسان امواج خورشیدی را به رغم اینکه نمی شنویم، مانند امواج صوتی می دانند. سریعترین ارتعاش خورشیدی حدود ۲ دقیقه به طول می انجامد. مدت زمان یک ارتعاش مقدار زمان لازم برای کامل شدن یک حلقه یا سیکل از ارتعاش است. آرام ترین ارتعاشی که گوش انسان قادر به تشخیص آن می باشد مدت زمانی معادل ۲۰/۱ ثانیه دارد.



بیشترامواج صوتی خورشید از “سلولهای حرارتی” موجود در توده های متراکم گاز در اعماق خورشید سرچشمه می گیرند. (*هوا دارای خاصیت ارتجاعی می‌باشد هنگامی که یک لایه ازمولکولهای هوا به جلو رانده می‌شود، این لایه به نوبه خود لایه دیگری را به جلو می‌راندو خود به حال اول بر می‌گردد. لایه جدیدی نیز لایه دیگری را به جلو می‌راند و بههمین ترتیب این عمل بارها و بارها تکرار می‌گردد تا انرژی به پایان برسد. اینجابجایی مولکولها اگر بیش از ۱۶ مرتبه در ثانیه تکرار ‌گردد صدا بوجود می‌آید. هر رفت و برگشت لایه هوا یکسیکل نام دارد و تعداد سیکل در ثانیه تواتر یا بسامد یا فرکانس نامیده می‌شود).این سلولها انرژی را تا سطح خورشید بالا می آورند. بالا آمدن این سلولها مانند بالاآمدن بخار از آب در حال جوشیدن است. واژه سلولهای حرارتی به همین دلیل به آنهااطلاق می گردد. هنگامیکه سلولها بالا می آیند، سرد می شوند. آنگاه به درون خورشیدجائیکه بالا آمدن از آنجا آغاز می شود باز می گردند. در هنگام سقوط و پائین رفتن سلولهای حرارتی ارتعاش شدیدی به وجود می آید. این ارتعاش باعث می شود که امواج صوتی از درون سلولها خارج شوند.



ازآنجائیکه اتمسفر خورشید غلظت کمی دارد، امواج صوتی نمی توانند در آن به حرکت و جریان درآیند. در نتیجه، وقتی که یک موج به سطح می رسد مجددا به درون خورشید بر میگردد. بنابراین قسمت کوچکی از سطح خورشید حرکت تند و سریعی به بالا و پائین پیدا می کند. وقتی یک موج به درون خورشید سفر می کند، به سمت بالا و سطح آن خم می شود. مقدار انحنای موج بستگی به چگالی گازی که موج درون آن حرکت میکند و مواردی دیگر دارد. در نهایت، موجبه سطح می رسد و دوباره به درون بر می گردد. این رفت و آمدها تا آنجا که موج انرژیخود را در گازهای پیرامون از دست بدهد، ادامه خواهد داشت.

امواجیکه به عمیق ترین فاصله از سطح خورشید فرو می روند طولانی ترین مدت را دارند. برخیاز این امواج تا هسته خورشید فرو می روند و مدتی معادل چندین ساعت دارند.



میدان مغناطیسی



گاهی اوقات، میدان مغناطیسی خورشید به شکلی ساده و گاهی به شدت پیچیده است. زمانی میدان مغناطیسی شکلی ساده دارد که محور عمودی خورشید مانند یک آهن ربای غول پیکر عمل کند.شما با انجام آزمایش براده آهن بر روی کاغذ و یک آهن ربا می توانید شکل میدان مغناطیسی آهن ربا را مشاهده کنید. بیشتر براده ها در حلقه های D شکلی که دو سر آهن ربا را به هم وصل می کنند تجمع می نمایند. فیزیکدانان میدان مغناطیسی را به صورت خطوطی فرضی که حلقه های براده آهن بر روی آنها قرار میگیرند ، فرض می نمایند. به این خطوط ، خطوط میدان مغناطیسی یا خطوط نیرو می گویند.دانشمندان به این خطوط، مسیر اختصاص داده اند. به یک سر آهن ربا قطب شمال مغناطیسی و به سر دیگر قطب جنوب مغناطیسی اطلاق می گردد. خطوط مغناطیسی از قطب شمال آهن ربابیرون می آیند و با ایجاد یک خمیدگی از ناحیه قطب جنوب مغناطیسی وارد آهن ربا میشوند.



دلیل ایجاد میدان مغناطیسی خورشید انتقال حرارتی در خورشید است. هر ذره باردار الکتریکیمی تواند با حرکت و جابجایی یک میدان مغناطیسی به وجود آورد. سلولهای حرارتی که ازیونهای مثبت و الکترون ها تشکیل شده اند، به شکلی منتشر می گردند که باعث ایجاد میدانمغناطیسی خورشید می شود.



وقتی میدان مغناطیسی خورشید پیچیده می شود، خطوط مغناطیسی دچار پیچ و تاب می شوند. میدان مغناطیسی به دو دلیل این چرخش ها و پیچیدگی ها را به وجو می آورد: اول اینکه خورشیددر منطقه استوایی بسیار سریع تر از قسمتهای دیگر حرکت می کند و دوم اینکه لایه های درونی خورشید بسیار سریع تر از سطح آن در گردشند. تفاوت در سرعت گردش در قسمتهای مختلف باعث کشیده شدن خطوط مغناطیسی در جهت شرق می شوند. در نهایت، این خطوط دچاراعوجاج گشته و پیچ و تاب هایی را ایجاد می نمایند.

sun - خورشید

دربرخی مناطق، میدان مغناطیسی هزاران بار قوی تر از میدان مغناطیسی عمومی خورشید است.در این مناطق، دسته هایی از خطوط مغناطیسی به بیرون از سطح آمده و حلقه هایی را دراتمسفر خورشید به وجود می آورند. یکی از دو سر این حلقه ها، قطب شمال مغناطیسی است.در این نقطه جهت خطوط مغناطیسی به سمت بالا می باشد. سر دیگر این حلقه ها قطب جنوبمغناطیسی است و جهت خطوط مغناطیسی به سمت پائین و داخل خورشید است. در هر دو سر هرحلقه یک لکه خورشیدی پدیدار می گردد. خطوط مغناطیسی، یونها و الکترونها را به سمتبیرون لک های خورشیدی راهنمایی می کنند و به این صورت حلقه هایی غول پیکر از گازتشکیل می شوند.



تعدادلکه ها بر روی خورشید به اعوجاج های میدان مغناطیسی آن بستگی دارد. تغییر تعدادآنها، از حداقل به حداکثر و دوباره به حداقل، چرخه لکه های خورشیدی نامیده می شود.میانگین مدت یک چرخه حدود ۱۱سال می باشد.



درپایان هر چرخه از لکه های خورشیدی، میدان مغناطیسی به سرعت دچار جابجایی قطبی میشود و بسیاری از اعوجاج های خود را از دست می دهد. فرض کنید که قطب شمال مغناطیسیخورشید در آغاز یک چرخه در ناحیه قطب شمال جغرافیایی خورشید قرار دارد. در زمانشروع چرخه بعدی، قطب شمال مغناطیسی خورشید در محل قطب جنوب جغرافیایی آن قرار می گیرد.یک تغییر قطبی از یک جهت به جهتی دیگر و بازگشت مجدد آن برابر با دو چرخه پیاپی ودرنتیجه معادل ۲۲ سال می باشد.



ترکیب هسته ای



ترکیب هسته ای در مرکز خورشید به دلیل دما و تراکم فوق العاده زیاد می تواند صورت پذیرد.از آنجائیکه بار ذرات مثبت است، تمایل به دفع یکدیگر دارند اما دما و تراکم هسته خورشید به قدری زیاد است که می تواند آنها را در کنار یکدیگر نگاه دارد.



رایجترین ترکیب هسته ای در مرکز خورشید زنجیره پروتون-پروتون نام دارد. این فرایندزمانی انجام می گیرد که ساده ترین شکل از هسته های هیدروژن (دارای یک پروتون) در یکآن کنار هم قرار می گیرند. نخست، هسته ای متشکل از دو ذره به وجود می آید، سپسهسته ای با سه ذره و در نهایت هسته ای با چهار ذره شکل می گیرد. در این فرایندهمچنین یک ذره الکتریکی خنثی به نام نوترینو پدیدار می گردد.



هسته نهایی شامل دو پروتون و دو نوترون است که در واقع هسته هلیوم می باشد. جرم اینهسته به مقدار بسیار اندکی کمتر از جرم چهار پروتونیست که هسته از آن تشکیل شدهاست. جرم از دست رفته به انرژی تبدیل شده است. این مقدار از انرژی به کمک فرمولمشهور فیزیکدان آلمانی، آلبرت اینشتین، E=mc۲ قابل محاسبه است. در این معادله E به معنای انرژی، m به معنای جرم و c به معنای سرعت نور می باشد.



مقایسه با دیگر ستارگان



کمتراز ۵ درصد ستارگان درکهکشان راه شیری نورانی تر یا سنگین تر از خورشید می باشند. ولی برخی از ستارگان بیشاز ۱۰۰.۰۰۰ برابرنورانی تر از خورشید، و برخی از آنها جرمی بیش از ۱۰۰ برابر جرم خورشید را دارند. از سوییدیگر، برخی ستارگان نیز کمتر از ۰۰۰۱/۰ خورشید نور دارند، و یک ستاره می تواند کمتر از ۰۷/۰ جرم خورشید را داشته باشد. ستارههای داغ تری وجود دارند که بسیار آبی تر از خورشیدند و ستارگان سردتری نیز وجوددارند که سرخ تر از خورشید هستند.



خورشیدنسبتا جوان و متعلق به نسلی از ستارگان به نام “جمعیت I ستارگان” میباشد. یک نسل قدیمی تر از ستارگان را با نام “جمعیت II ستارگان” میشناسیم. احتمال وجود نسلی قدیمی تر به نام “جمعیت III ستارگان” نیزوجود دارد که البته تا کنون هیچ عضوی از این گروه شناسایی نشده است.



مناطق خورشید



خورشیدو اتمسفر آن از چندین منطقه یا لایه تشکیل شده اند. از داخل به خارج، بخش داخلیخورشید متشکل از هسته، منطقه تابشی و منطقه حرارتی می باشد. اتمسفر خورشید نیز ازلایه های فوتوسفر، کرومسفر، منطقه انتقالی و تاج خورشید تشکیل شده است. فراتر ازتاج خورشید، بادهای خورشیدی، که معمولا جریانات برخواسته از گازهای تاج خورشید میباشند، وجود دارند.



ازآنجائیکه ستاره شناسان قادر به دیدن درون خورشید نیستند، کلیه دریافت ها به صورت غیرمستقیم حاصل می گردد. برخی از اطلاعات بر اساس قسمتهای قابل مشاهده از خورشید بهدست آمده اند. برخی از این اطلاعات نیز بر پایه محاسبات انجام شده با داده هایی ازمناطق قابل رویت پیرامون خورشید ثبت گردیده است.



هسته



منطقه هسته از مرکز خورشید تا حدود یک چهارم به سمت سطح خورشید گسترده شده است. هستهحدود ۲ درصد از حجمخورشید اما تقریبا نصف جرم آن را دارد. حداکثر دمای این منطقه ۱۵ میلیون کلوین است. چگالی آن به ۱۵۰گرم در هر سانتیمتر مکعب، تقریبا ۱۵ برابر چگالی سرب، می رسد.



دماو چگالی بالای هسته به سبب فشار بسیار زیادی، معادل حدودا ۲۰۰ بیلیون بار بیشتر از فشار جو زمیندر سطح دریا، می باشد. فشار زیاد هسته با در بر گرفتن همه گازهای خورشید، مانع ازفروپاشی آن می شود. در واقع هسته با داشتن این فشار زیاد، وزن خورشید را تحمل میکند.



تقریباهمه ترکیبات اتمی در این منطقه صورت می گیرند. مانند سایر قسمتهای خورشید، هسته آن نیز، بر اساس جرم، از ۷۲درصد هیدروژن، ۲۶ درصد هلیوم و ۲ درصد عناصر سنگین تر تشکیل شده است.ترکیبات اتمی به تدریج محتویات هسته را تغییر داده اند. در حال حاضر ۳۵ درصد از جرم هیدروژن در قسمتهایمرکزی هسته و ۶۵ درصد آن درمرزهای بیرونی هسته متمرکزند.



منطقه تابشی



پیرامون هسته، پوسته ضخیمی به نام منطقه تابشی وجود دارد. ضخامت این پوسته تا ۷۰ درصد از شعاع خورشید پیش رفته است.این منطقه ۳۲ درصد از حجم و ۴۸ درصد از جرم آن را شامل می شود.



این منطقه به دلیل اینکه انرژی غالبا در این جا به صورت نور و تشعشع سفر می نماید،منطقه تابشی نام گرفته است. فوتون های به وجود آمده در هسته از میان لایه های پایدارگاز عبور می کنند. اما آنها به خاطر غلظت شدید ذرات گاز دچار پراکندگی شده و گاهیمدت ۱ میلیون سال طولمی کشد که یک فوتون از این منطقه گذر کند.

درپایین منطقه تابشی، چگالی معادل ۲۲ گرم در هر سانتیمتر مکعب (حدودا دو برابر چگالی سرب) و دما ۸ میلیون K می باشد. دربالای منطقه تابشی، چگالی معادل ۰.۲ گرم در هر سانتیمتر مکعب و دما ۲ میلیون K است.



ترکیبات عناصر در منطقه تابشی از زمان تولد خورشید تا به امروز به همین شکل باقی مانده است.درصد عناصر در بالای منطقه تابشی بسیار شبیه به سطح خورشید میباشد.



منطقه حرارتی



بالاترین لایه درونی خورشید، منطقه حرارتی، از منطقه تابشی تا سطح خورشید کشیده شده است. اینمنطقه از سلول های حرارتی در حال جوش تشکیل شده است که ۶۶ درصد از حجم خورشید و تنها کمی بیشاز ۲ درصد جرم آن رابه خود اختصاص داده است. در بالای منطقه، چگالی نزدیک به صفر و دما حدود ۵۸۰۰ K می باشد. از آنجا که فوتون های خارج شده از منطقه تابشی باعث داغشدن سلولهای حرارتی می گردند، این سلولها به سمت سطح خورشید در جوش و التهابند.



ستاره شناسان تا کنون دو نوع از سلولهای حرارتی را مشاهده کردند. سلولهای دانه ای (granulation) و سلولهای ریز دانه ای (supergranulation). سلولهایدانه ای حدود ۱۰۰۰ کیلومتر وسلولهای ریزدانه ای در منطقه ای باضخامت تقریبی۳۰۰۰۰ کیلومتر می باشند.



فوتوسفر



پایینترین لایه اتمسفر خورشید فوتوسفر نام دارد. این منطقه نوری را که ما می بینیم متساطع می نماید. ضخامت فوتوسفر ۵۰۰ کیلومتر است. ولی بخش اعظم نوری که ما مشاهده می کنیم از پایین ترین قسمتهای این منطقه که ضخامت آن تنها حدود ۱۵۰ کیلومتر است ناشی می شود. ستاره شناسان گاهی این قسمت را، سطح خورشید میدانند. در پایین فوتوسفر دما ۶۴۰۰K و در بالای آن ۴۴۰۰K می باشد.



فوتوسفراز شمار زیادی دانه تشکیل شده که در بالای سلولهای دانه ای قرار دارند. یک دانهمعمولی حدو ۱۵ تا ۲۰ دقیقه عمر می کند. میانگین چگالیفوتوسفر کمتر از یک میلیونیم گرم در هر سانتیمتر مکعب می باشد. به نظر می رسد که اینمقدار چگالی بسیار ناچیز است اما در هر سانتیمتر مکعب از این منطقه بین ده ها تریلیونتا صدها تریلیون ذرات خاص وجود دارند.



کرومسفر



منطقه بعدی کرومسفر است. مهمترین خصوصیت این منطقه افزایش دما بین ۱۰.۰۰۰K تا ۲۰.۰۰۰K می باشد.

ستاره شناسان نخست طیف کرومسفر را در هنگام کسوف های کامل شناسایی کردند. این طیف پس ازآنکه ماه فوتوسفر را می پوشاند، قبل از پوشیده شدن کرومسفر در سایه ماه، قابل رویتاست. این حالت تنها چند ثانیه به طول می کشد. خطوطی که از این طیف منتشر می شوندمانند نور فلش به طور ناگهانی به چشم می خورند، از این رو به این طیف، طیف فلش میگویند.



کرومسفرظاهرا از تشکیلاتی شبیه میخ به نام “خار” ساخته شده است. یک خار معمولی حدود ۱۰۰۰ کیلومتر عرض و تا ۱۰.۰۰۰ کیلومتر ارتفاع دارد. چگالیکرومسفر حدود ۱۰ بیلیون تا ۱۰۰ بیلیون ذره در هر سانتیمتر مکعباست.



منطقهانتقالی



دمای کرومسفر تا حدود ۲۰.۰۰۰K ، و دمای تاج خورشید بهبیش از ۵۰۰.۰۰۰K می رسد. بین دو منطقه مذکور، منطقه ای با میانگیندما وجود دارد که به آن منطقه انتقالی می گویند. این منطقه بیشتر انرژی خود را ازتاج خورشید می گیرد و بیشتر نور خود را به شکل فرابنفش متساطع می نماید.

ضخامت منطقه انتقالی چند صد تا چندین هزار کیلومتر است. در برخی قسمتها، خارهای کرومسفرکه نسبتا سرد شده اند سر بر افراشته و به اتمسفر خورشید می رسند. در برخی قسمتها نیزترکیبات داغ تاج خورشید تا نزدیکی فوتوسفر فرو می رود.



تاج خورشید



تاج خورشید بخشی از اتمسفر آن است و دمایی متجاوز از ۵۰۰.۰۰۰K دارد. تاج خورشید متشکل از گازهای یونیزه شده به شکل رود و یاحلقه ای می باشد. ترکیبات و ساختمان تاج خورشید به صورت عمودی به سطح آن متصل استو میادین مغناطیسی که از اعماق خورشید ساطع می گردند منجر به شکل گیری این منطقه میشوند. دمای هر یک از جریانات تاج خورشید به خطوط میدان مغناطیسی شکل دهنده همان جریانبستگی دارد.

دمای نزدیک ترین بخش از تاج خورشید به سطح آن حدودا بین ۱ تا ۶ میلیون K و چگالی آنمعادل ۱۰۰ میلیون تا ۱ بیلیون ذره در هر سانتیمتر مکعب میباشد. دمای این منطقه هنگام وقوع یک فوران به ده ها میلیون کلوین می رسد.



بادهای خورشیدی



تاج بسیار داغ خورشید در فضا منتشر و دائم در آن گسترده می شود. به جریان گازهای تاجخورشید در فضا، بادهای خورشیدی می گویند. چگالی این بادها در نزدیکی خورشید تقریبابین ۱۰ تا ۱۰۰ ذره در هر سانتیمتر مکعب می باشد.



بادخورشیدی با سرعتی معادل صدها کیلومتر در ثانیه از خورشید به هر سوی می وزد. درفواصل زیادی از خورشید یعنی فراتر از مدار پلوتو، از سرعت این باد که مافوق صوت میباشد، کاسته می شود و با گازهای میان ستاره ای ترکیب می گردد.



بادهای خورشیدی به شکل یک حباب بزرگ شبیه به قطره اشک به نام هلیوسفر، در فضای میان سیارهای گسترده شده است. خورشید و همه سیاره های آن درون هلیوسفر می باشند. فراتر ازمدار پلوتو، دورترین سیاره از خورشید، هلیوسفر به گازها و غبارهای میان ستاره ای میپیوندد. گرچه اتمهای موجود در فضای بین ستاره ای می توانند در این حباب نفوذ نماینداما در واقع می توان گفت که همه مواد تشکیل دهنده هلیوسفر از خود خورشید ناشی میشوند.



فعالیتهای خورشیدی



میدانهای مغناطیسی خورشید از منطقه حرارتی، بالا رفته و از میان مناطق فوتوسفر، کرومسفرو تاج خورشیدی سر بر می آورند. این جریانات مغناطیسی منجر به شکل گیری فعالیت هایخورشیدی می گردند. این فعالیت ها شامل پدیده هایی به نام لکه های خورشیدی، شعله هایبلند، زبانه ها و فوران های تاج خورشید می باشند.



زبانه های خورشیدی



زبانه های خورشیدی انفجارهای مهیبی در سطح خورشید می باشند. در مدت زمانی معادل چند دقیقهیک زبانه می توانند دمای مواد موجود را تا میلیون ها درجه افزایش دهد و انرژییآزاد نماید که معادل انرژی آزاد شده توسط یک هزار بیلیون تن TNT می باشد. اینانفجارها در نزدیکی لکه های خورشیدی، معمولا در راستای خطوطی بین دو سر میدانمغناطیسی رخ می دهند.



زبانه ها انرژی را به اشکال گوناگونی مانند پرتوهای الکترومغناطیس (پرتوهای گاما و ایکس)و ذرات باردار (پروتون و الکترون) آزاد می کنند.



دانشمندان برای نخستین بار به این نتیجه رسیدند که زبانه ها و فوران های خورشیدی لرزه هاییرا در اعماق خورشید به وجود می آورند که بسیار شبیه به زمین لرزه در سیاره ما میباشند. محققان زبانه ای را مشاهده نمودند که منجر به وقوع لرزه ای بسیار شدید دراعماق خورشید گردید. این لرزه ۴۰ هزار بار بیشتر از زمین لرزه شدید سانفرانسیسکو در سال ۱۹۰۶ انرژی آزاد نمود. مقدار این انرژیآزاد شده به حدی بود که می توانست برق مصرفی ایالات متحده را تا مدت ۲۰ سال تامین نماید.



مناطقی که لکه های خورشیدی و فوران ها در آنها شکل می گیرند، مناطق فعال نامیده می شوند. مقدارفعالیت های خورشیدی از ابتدای یک چرخه لکه خورشیدی، به تدریج افزایش می یابد و باگذشت پنج سال به حداکثر می رسد. تعداد لکه ها در هر زمان متفاوت است. در قسمتی ازصفحه خورشید که ما می بینیم، تعداد آنها از صفر تا ۲۵۰ لکه تغییر می کند.



لکه های خورشیدی



لکه ها ی خورشیدی مناطقی تیره و تقریبا دایره ای شکل در سطح خورشید می باشند. آنهازمانی شکل می گیرند که دسته ای از خطوط مغناطیسی درون خورشید به سطح آن می رسند.



دمای لکه ها از دمای مناطق اطرافشان کمتر و میدان مغناطیسی در آنها بسیار قوی است. دمایلکه های خورشیدی بین ۴۰۰۰ تا ۴۵۰۰ کلوین و دمایسطح خورشید ۵۷۰۰ کلوین است. بههمین دلیل آنها تیره تر از سطح ستاره به نظر می رسند.



داده های رصدی از دهه ۸۰قرن بیستم نشان می دهند که تعداد لکه های خورشیدی با شدت تابش خورشید مرتبط است. جالباین که هر چه تعداد لکه ها بیشتر باشد، شدت تابش نور خورشید بیشتر است، چون کهمناطق اطراف لکه ها درخشان تر اند.



ابرنواخترستاره ای در حال انفجار می باشد که می تواند بیلیون ها بار درخشان تر از خورشیدباشد، پیش از آنکه به تدریج محو شود. در هنگام درخشندگی، نور یک ستاره منفجر شده میتواند همه یک کهکشان را تحت الشعاع قرار دهد. این انفجار، ابر عظیمی از گاز و غباررا در فضا ایجاد می نماید. جرم مواد موجود در این ابرها می تواند متجاوز از ۱۰ برابر جرم خورشید باشد.

ستاره شناسان دو نوع از ابرنواختر ها را شناسایی کرده اند. نوع اول و نوع دوم. نوع اول ابرنواخترها احتمالا در ستاره های دوتایی شکل می گیرند. ستاره دوتایی به یک جفت ستاره اطلاق می گردد که به هم نزدیکند و دور یکدیگر می چرخند. نوع اول احتمالا دردوتایی هایی رخ می دهد که یکی از آنها یک ستاره کوچک و متراکم به نام کوتوله سفیداست. اگر این دو ستاره به اندازه کافی به یکدیگر نزدیک باشند، جاذبه کوتوله سفیداجرام و ذرات ستاره همراه خود را به سمت خود می کشد. هنگامیکه کوتوله سفید به جرمیمعادل ۴/۱ برابر جرمخورشید رسید، متلاشی و منفجر می گردد.



نوع دوم ابرنواختر در اثر مرگ یک ستاره بسیار بزرگتر از خورشید شکل می گیرد. زمانی که چنین ستاره ای به آخر عمر خود می رسد، هسته آن به سرعت متلاشی می گردد. حجم بین هایت زیادی انرژی ناگهان به شکل نوترون (نوعی از ذرات تشکیل دهنده اتم) و پرتوهای الکترومغناطیس (نیروهای الکتریکی و مغناطیسی) آزاد می شود. این انرژی باعث تبدیل ستاره به ابرنواختر می گردد.



بیشترابرنواختر ها در چند روز نخست شکل گیری به حداکثر درخشندگی می رسند و تا چندین هفته درخشندگی آنها ادامه خواهد داشت. با گذشت چند ماه درخشندگی آنها کم می شود. ودر طی سالها همچنان از درخشندگی آنها کاسته می گردد. تفاوت دیگر ابرنواختر ها درمقدار و ترکیب موادیست که به فضا خارج می کنند.



ابرنواخترها همچنین می توانند اجرام گوناگونی را بر جای بگذارند. پس از برخی از انفجارهای ابرنواختر، ستاره ای کوچک و متراکم متشکل از نوترون ها و یا شاید ذرات بنیادی کوارک بر جای مانده است. به چنین ستاره ای ستاره نوترونی می گویند. به ستاره هاینوترونی که به سرعت می چرخند و به شدت مغناطیسی باشند، اصطلاحا تپ اختر می گویند. پساز برخی انفجارها ممکن است جرم نامرئی به نام سیاهچاله ایجاد گردد. سیاهچاله چنان گرانشی دارد که حتی نور نیز منی تواند از آن عبور کند.



دانشمندان بر این باورند که ابرنواخترها به وجود آرندگان عناصر سنگینی چون آهن، طلا و اورانیوم که در زمین و اجرام منظومه شمسی یافت شده اند می باشند.

درسال ۱۰۵۴ ستاره شناسان چینی ابرنواختری را ثبت کردند که در تمام طول روز درخشش آن پیدا بود. این انفجاراز خود یک تپ اختر و سحابی کراب که همچنان قابل رصد است را بر جای گذاشت.



درسال ۱۹۸۷، یکابرنواختر در ابر ماژلانی، نزدیک ترین کهکشان به راه شیری، مشاهده شد. در طی ۴۰۰ سال این اولین ابرنواختری بود کهبا چشم غیر مسلح قابل رویت بود.



جدول آماری خورشید



جرم(کیلوگرم) ۱.۹۸۹e+۳۰

جرم(زمین =۱) ۳۳۲,۸۳۰

شعاعاستوایی (کیلومتر) ۶۹۵,۰۰۰

شعاع استوایی (زمین =۱) ۱۰۸.۹۷

میانگین چگالی (گرم در سانتیمتر مکعب) ۱.۴۱۰

دوره گردش (روز) ۲۵-۳۶

شتاب گریز از سطح (کیلومتر در ثانیه) ۶۱۸.۰۲

درخشندگی(ارگ* در ثانیه) ۳.۸۲۷e۳۳

میانگین دمای سطح ۶,۰۰۰°C

سن(بیلیون سال) ۴.۵

عناصراصلی شیمیایی ۹۲.۱%

هیدروژن۷.۸%

هلیوم۰.۰۶۱%

اکسیژن۰.۰۳۰%

کربن۰.۰۰۸۴%

نیتروژن۰.۰۰۷۶%

نئون۰.۰۰۳۷%

آهن۰.۰۰۳۱%

سیلیکون۰.۰۰۲۴%

منیزیوم۰.۰۰۱۵%

گوگرد۰.۰۰۱۵%



*ارگ(erg) واحد انرژی در دستگاه cgs، معادل کارانجام گرفته در بالا بردن جرمی معادل ۰۰۱/۰ گرم تا ارتفاع یک سانتیمتر. برای مثال یک حشره موقع بالا رفتن از ضخامت یکبرگ کاغذ، ۱ ارگ انرژی مصرفمی کند. ما به هنگام بالا رفتن از یک پله، یک میلیارد ارگ انرژی مصرف می کنیم.

منبع : برندزلینک

www.brandslink.ir

ارسال شده در تاریخ : 6 اسفند 1392 ساعت 17:05

بازگشت به صفحه اصلی مقالات

نظرات کاربران

هیچ نظری ثبت نشده

ارسال نظر

برای ثبت نظر ابتدا با حساب کاربری خود وارد سایت شوید

ارسال کننده
نام ونام خانوادگی : : rezasharif
نام کاربری : gharibe12
تاریخ عضویت : 1 اسفند 1392
تعداد مقالات ارسالی : 577
تعداد لینک ها : 0