ดวงอาทิตย์: ลักษณะโครงสร้างทางกายภาพและวิวัฒนาการ

โอ อา และ ดาว ใกล้กับโลกมากที่สุด อยู่ห่างจากเราประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร และมีหน้าที่รับผิดชอบในการรักษาระบบสุริยะทั้งหมดไว้ใน ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วง: ดาวเคราะห์แปดดวงและวัตถุท้องฟ้าอื่นๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นมัน เช่น ดาวเคราะห์แคระ ดาวเคราะห์น้อย และดาวหาง

ดูยัง: ระบบสุริยะ - กำเนิด, ดาวเคราะห์, ดวงดาว, ความอยากรู้

ลักษณะของดวงอาทิตย์

องค์ประกอบของดวงอาทิตย์คือ 74% ใน ไฮโดรเจน และ 24% ใน ฮีเลียม, โดยเปอร์เซ็นต์ที่เหลือส่วนใหญ่เกิดขึ้นโดย ออกซิเจน, คาร์บอน และ เหล็ก. ทั้งหมด พลังงานผลิต โดยดวงอาทิตย์มาจากกระบวนการของ นิวเคลียร์ฟิวชั่น เนื่องจากแกนกลางมีอุณหภูมิสูง (ประมาณ 15 ล้านเคลวิน) และแรงดันมหาศาล

ดังนั้นดาวของเราสามารถแปลงอะตอมจาก ไฮโดรเจนในฮีเลียม, และตัวเลขก็น่าเหลือเชื่อ ทุกวินาที ดวงอาทิตย์หลอมรวมไฮโดรเจนประมาณ 600 ล้านตันให้เป็นฮีเลียม แปลงส่วนหนึ่งของมวลนั้นเป็นพลังงาน ในรูปของ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า, ชอบ แกมมา.

โดยรวมแล้ว ดวงอาทิตย์กินมวลประมาณ 4 ล้านตันต่อวินาที ซึ่งเป็นอัตราที่มากเกินพอที่จะทำให้มันส่องแสงต่อไปอีก 6 หรือ 7 พันล้านปีข้างหน้า ดีพาสต้า, ซึ่งมีค่าประมาณ1.98.10³¹ กก. มากกว่า 330,000 เท่าของมวลโลก

เนื่องจากมวลของมันมหาศาล แรงโน้มถ่วง บนพื้นผิวของดวงอาทิตย์ถึง 274 ม./วินาที², ใหญ่กว่ามวลโลก 27.4 เท่า ทำให้มีความเร็วไอเสียถึง 617 กม./วินาที มากกว่า 2 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง

ช่วงเวลาของ การหมุนของดวงอาทิตย์ รอบแกนของมันคือ 27วัน สำหรับคุณ เอกวาดอร์ ที่เปลี่ยน 7189 กม./ชม. และจาก 35วัน สำหรับคุณ เสา ความแตกต่างของระยะเวลาการหมุนนี้ทำให้เกิดการหมุนที่แตกต่างกัน (เรียกว่าโซลาร์ไดนาโม) ซึ่งรับผิดชอบขนาดใหญ่ กิจกรรมแม่เหล็กเนื่องจากสสารทั้งหมดที่มีอยู่ในดาวนั้นแตกตัวเป็นไอออน (ในสถานะพลาสมา) ทำให้เกิด พายุแสงอาทิตย์, การปะทุหลอดเลือดหัวใจ และ คราบแสงอาทิตย์.

ในรูป เรามีแนวความคิดทางศิลปะเต็มรูปแบบที่เปรียบเทียบขนาดของดวงอาทิตย์กับดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะ

อ่านยัง: นิวเคลียร์ฟิชชันคืออะไร?

โครงสร้างทางกายภาพของดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์สามารถแบ่งออกเป็นส่วน ๆ ที่มีคุณสมบัติทางกายภาพต่างกันได้ ซึ่งได้แก่

• แกนหลัก: ที่เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน และกระบวนการสังเคราะห์นิวเคลียสแทนมวลประมาณ 25% ของดวงอาทิตย์
• เขตรังสี: ที่ซึ่งรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากนิวเคลียสสะท้อนออกมาหลายครั้ง และต้องใช้เวลาหลายพันปีในการหลบหนีออกจากภายใน
• เขตพาความร้อน: ชั้นที่ไม่เสถียรซึ่งส่งความร้อนผ่านการพาความร้อน การระเบิดของดวงอาทิตย์เกิดขึ้นในภูมิภาคนี้
• โฟโตสเฟียร์: ชั้นนอกสุดของดวงอาทิตย์อยู่บนพื้นฐานนี้ที่แสงแดดทั้งหมดแผ่กระจายออกไป โฟโตสเฟียร์หนาประมาณ 100 กม.
• โครโมสเฟียร์: ชั้นความหนาแน่นต่ำที่บ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงระหว่างชั้นบรรยากาศสุริยะและโคโรนาของดวงอาทิตย์
• มงกุฎ: ออร่าของ พลาสม่า ที่แผ่ซ่านไปรอบดวงอาทิตย์หลายล้านกิโลเมตร อุณหภูมิของดวงอาทิตย์อาจสูงถึง 1,000,000 ºC เชื่อกันว่าอุณหภูมินี้เกิดขึ้นเนื่องจากสนามแม่เหล็กที่รุนแรงของดวงอาทิตย์

อายุของดวงอาทิตย์

ประมาณว่าอายุของดวงอาทิตย์คือ 4.6 พันล้านปี และในประมาณ 7 พันล้านปี เขาจะ ยักษ์แดงโดยมีรัศมีเส้นศูนย์สูตรมากกว่ารัศมีปัจจุบัน 200 เท่า (จาก 6,963.10⁸ ม. เกือบ 109 เท่าของรัศมีโลก) และสว่างกว่าถึง 5,000 เท่า "กลืน" วงโคจรของโลกของเรา

เมื่อถึงจุดนี้ ดวงอาทิตย์จะสามารถหลอมรวมอะตอมของ. ได้ คาร์บอน เนื่องจากอุณหภูมิสูง ขั้นตอนสุดท้ายของวิวัฒนาการดาวฤกษ์ของดวงอาทิตย์บ่งชี้ว่าดาวดวงนี้จะกลายเป็น a เอ-นา-อาสีขาว - หมู่ดาว สุดๆหนาแน่น - มีมวลน้อยกว่าครึ่งหนึ่งในปัจจุบันเนื่องจากกระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชันและการปล่อยลมสุริยะ อัดเป็นรัศมีจนกระทั่ง เล็กลง 17 เท่าโดยทิ้งละอองดาวขนาดใหญ่ไว้รอบๆ

สีของดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์ถือเป็น ดาว ของซีเควนซ์หลัก (ซึ่งผลิตพลังงานผ่านการหลอมไฮโดรเจน) ของหมวดหมู่ เอ-นา-อาสีเหลือง. แม้ชื่อจะไม่ใช่ดาวดวงเล็กๆ หรือสีเหลือง แต่จริงๆ แล้วใหญ่กว่าและสว่างกว่าดาวฤกษ์ที่ดีเสียอีก ส่วนของดวงดาวที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าแม้จะอยู่ไกลจากดาวที่ใหญ่ที่สุดดวงหนึ่งมากก็ตาม ส่องสว่าง

คำคุณศัพท์ สีเหลือง, ในทางกลับกันก็เกี่ยวข้องกับ อุณหภูมิพื้นผิวของมัน (ประมาณ 6000 ºC) และของมัน ความส่องสว่าง: นี่คือดาวมาก มากกว่าหนาว และ น้อยกว่าส่องสว่าง ที่สายขาวและน้ำเงินเรียก

นอกจากนี้ดวงอาทิตย์ยังสามารถผลิต ทั้งหมดคุณความยาวในคลื่น ของแสงที่มองเห็นได้ ดังนั้นเมื่อมองจากภายนอกโลกจะมีสี สีขาว. โทนสีเหลืองที่เราสังเกตเมื่อมองดูดาวดวงนี้ปรากฏขึ้นเนื่องจากการกระเจิงของแสงแดดเมื่อเข้าสู่ บรรยากาศดูรูปด้านล่าง ถ่ายที่ความสูง 22 กม.

อุณหภูมิดวงอาทิตย์

อุณหภูมิของดวงอาทิตย์ค่อนข้างหลากหลายและสามารถเข้าใจได้ค่อนข้างซับซ้อน เนื่องจากมีแนวคิดจำนวนมากที่เกี่ยวข้องในการอธิบาย โอ แกนแสงอาทิตย์ สามารถเข้าถึงได้ 15 ล้านเคลวินอยู่ในบริเวณนี้ที่อะตอมของฮีเลียมถูกสร้างขึ้นผ่าน ฟิวชั่นนิวเคลียร์ บริเวณใกล้นิวเคลียสทันที เรียกว่า โซนกัมมันตรังสี, อาจมีอุณหภูมิอยู่ระหว่าง 2 และ 7 ล้านเคลวิน.

บนขอบของเขตกัมมันตภาพรังสีคือ is โซนการพาความร้อน, ที่กระแสน้ำขนาดใหญ่ของ พลาสม่า ซึ่งสามารถส่งพลังงานออกไปนอกดวงอาทิตย์ผ่านการพาความร้อน เขตพาความร้อนมีอุณหภูมิเฉลี่ย average 2 ล้านเคลวิน. พื้นผิวของดวงอาทิตย์เรียกว่า โฟโตสเฟียร์, มีอุณหภูมิเฉลี่ย 5778 โดย kelvin.

ดูด้วย: 5 เรื่องน่ารู้เกี่ยวกับระบบสุริยะ

รังสีดวงอาทิตย์

พลังงานที่ผลิตโดยดวงอาทิตย์บางส่วนมาถึงโลกในรูปของ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า. บนพื้นผิวโลก ความเข้มของรังสีดวงอาทิตย์ มาถึง 1366 กิโลวัตต์/ตร.ม. (กิโลวัตต์ต่อตารางเมตร) และค่านี้จะแปรผันน้อยกว่า 0.1 เปอร์เซ็นต์ตลอดช่วงการโคจรทั้งหมด พลังงานทั้งหมดนี้มาจากนิวเคลียร์ฟิวชันที่เกิดขึ้นในนิวเคลียสของดวงอาทิตย์และสามารถแปลงอะตอมไฮโดรเจนให้เป็นอะตอมฮีเลียมได้

แม้ว่าจะถูกแสดงด้วยโทนสีแดง แต่เมื่อมองจากภายนอกโลก ดวงอาทิตย์ก็ยังเป็นสีขาว

ในระหว่างกระบวนการหลอมรวม ประมาณ 0.7% ของมวลของอะตอมไฮโดรเจนจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานตามสมการของนักฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียง Albert Einstein: E = mc². เมื่อใช้สูตรนี้ เราสามารถประมาณได้ว่านิวเคลียร์ฟิวชันแต่ละอันสามารถปลดปล่อยพลังงานได้สูงถึง 6.8 เมกะอิเล็กตรอนโวลต์ (MeV)

ประมาณ 1.3% ของพลังงานทั้งหมดที่ผลิตโดยดวงอาทิตย์อยู่ในรูปของอนุภาคขนาดเล็กที่เรียกว่า นิวตริโน. คุณ นิวตริโน พวกมันมีขนาดเล็กมากจนสามารถสำรวจภายในโลกของเราได้โดยไม่ต้องสัมผัสอะตอมแม้แต่ตัวเดียว ดวงอาทิตย์ปล่อยอนุภาคเหล่านี้ออกมาจำนวนมหาศาล เพื่อให้คุณมีความคิดว่า บนโลกนี้ เรากำลังเผชิญกับa ไหล 8.10¹⁰ นิวตริโนต่อตารางเซนติเมตร ทุกๆ วินาที.

อย่างที่เราทราบกันดีอยู่แล้วว่าพลังงานที่เหลือส่วนใหญ่ที่ผลิตโดยดวงอาทิตย์นั้นถูกปล่อยออกมาในรูปของ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า. คุณ โฟตอนในเบา ที่สร้างขึ้นในแกนสุริยะสามารถไปถึงพื้นผิวได้หลังจากระยะเวลาประมาณ 170,000 ปีเท่านั้น สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากความหนาแน่นสูงในดวงอาทิตย์ ดังนั้นเมื่อเรามองดูดาวฤกษ์ แสงที่ส่องมายังดวงตาของเราจึงถูกผลิตขึ้นเมื่อ 170,000 ปีก่อน หลังจากออกจากดวงอาทิตย์ แสงจะใช้เวลาเพียงแปดนาทีในการเข้าถึงโลก

อ่านเพิ่มเติม: ประวัติศาสตร์ดาราศาสตร์ - วิวัฒนาการของวิทยาศาสตร์นี้

ลมสุริยะ

นอกจาก คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และจากนิวตริโน ดวงอาทิตย์จะปล่อยไฮโดรเจนและฮีเลียมไอออนออกมาเป็นจำนวนมาก ทำให้เกิดสิ่งที่เราเรียกว่า ลมแสงอาทิตย์. ลมสุริยะคือ a พลาสม่าอุ่น ซึ่งสามารถเดินทางด้วยความเร็วสูงถึง 900 กม./วินาที. อุณหภูมิของลมสุริยะอาจสูงถึง 1 ล้านองศาเซลเซียส ใกล้โลก อุณหภูมิประมาณ 200,000 K.

ลมสุริยะแพร่กระจายผ่านตัวกลางระหว่างดาวเคราะห์ตามแนวเชิงซ้อน วิถีเกลียว, นำโดยสนามแม่เหล็กแรงสูงที่เกิดจากดวงอาทิตย์ ความเร็วสูงหมายความว่าอนุภาคเหล่านี้ไปถึงดาวพฤหัสบดีในเวลาประมาณ 27 วัน ซึ่งเป็นช่วงเวลาเดียวกับที่ดวงอาทิตย์ใช้ในการโคจรรอบแกนของมันเอง

โคโรนาสุริยะสามารถมองเห็นได้ในช่วงสุริยุปราคา

เมื่ออนุภาคลมสุริยะมาบรรจบกับ สนามแม่เหล็กภาคพื้นดิน พวกมันถูกเร่งและหมุนวนไปทางขั้วแม่เหล็กของโลก แรงกระตุ้นที่เกิดจากแรงเสียดทานระหว่างอนุภาคของลมสุริยะกับบรรยากาศส่งผลให้เกิดการเปล่งแสงที่มองเห็นได้ซึ่งเรียกกันทั่วไปว่า ออโรร่าขั้วโลก

คาดว่าอิทธิพลแม่เหล็กของดวงอาทิตย์จะอยู่ระหว่าง 84 ถึง 94 หน่วยดาราศาสตร์ที่ระยะทางเหล่านี้ ยังสามารถตรวจจับการปรากฏตัวของลมสุริยะและอิทธิพลของสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ได้ ในทางกลับกันหน่วยดาราศาสตร์นั้นเทียบเท่ากับระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์นั่นคือประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร เพื่อวัตถุประสงค์ในการเปรียบเทียบ ดาวเนปจูนอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 30 หน่วยดาราศาสตร์

วิวัฒนาการของดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์กำลัง "เผาไหม้" ไฮโดรเจนเป็นอย่างน้อย 4.6 พันล้านปี. แบบจำลองทางกายภาพบางตัวระบุว่าดาวขึ้นอยู่กับ สว่างขึ้น 10% ทุกๆ พันล้านปีดังนั้นดวงอาทิตย์ในปัจจุบันจึงสว่างกว่าตอนที่มันสร้างประมาณ 40%

โอ อนาคตของอา จะถูกทำเครื่องหมายในขณะที่ไฮโดรเจนทั้งหมดถูกแปลงเป็นฮีเลียม เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น มันจะมีขนาดเพิ่มขึ้นถึง 200 เท่า ถึงวงโคจรของดาวศุกร์

ที่ สุดท้าย ของชีวิตคุณ แดดจะร้อนผ่าว ยุบแรงโน้มถ่วง ขนาดของมันจะลดลงจนกลายเป็น a ดาวแคระขาว. นักดาราศาสตร์ประมาณการว่า ณ ขั้นตอนนี้ ดวงอาทิตย์จะมีค่าประมาณ 50% ของมวลปัจจุบันของคุณ และขนาดของมันเทียบได้กับโลก

By Me. ราฟาเอล เฮเลอร์บร็อก