خورشید، ستاره سوزان

خورشید ستاره‌ای است از ستارگان رشته اصلی که 5 میلیارد سال از عمرش می‌گذرد. این ستاره کروی شکل بوده و عمدتاً از گازهای هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. وسعت این ستاره 1/4 میلیون کیلومتر می‌باشد. جرم این ستاره 7 برابر جرم یک ستاره معمولی بوده و همچنین 750 برابر جرم تمام سیاراتی است که به دورش می‌چرخند.

در هسته خورشید، جرم توسط واکنش ‌های هسته‌ای تبدیل به تشعشعات الکترومغناطیسی که نوعی انرژی هستند، می‌شود. این انرژی به سمت بیرون تابانده شده و باعث درخشندگی خورشید می‌گردد. سایر اجسام آسمانی موجود در منظومه شمسی که توسط جاذبه خورشید در مدارهایشان قرار گرفته‌اند نیز گرمایشان را از این انرژی می‌گیرند.  

مواد تشکیل دهنده خورشید حالت گازی دارند، بنابراین خورشید محدوده دقیق و معینی نداشته و مواد اطراف آن به تدریج در فضا منتشر می‌شوند. چنین به نظر می‌رسد که خورشید لبه تیزی داشته باشد، چرا که بیشتر نوری که به زمین می‌رسد از یک لایه که چند صد کیلومتر ضخامت دارد ساطع می‌شود. این لایه فوتوسفر نام داشته و به عنوان سطح خورشید شناخته شده است. بالای سطح خورشید، کروموسفر یا رنگین کره و هاله خورشیدی قرار دارند که با همدیگر جو خورشید را تشکیل می‌دهند.

مرکز خورشید مانند کوره‌ای هسته‌ای است با دمای 15 میلیون درجه سانتی‌گراد که چگالی‌اش 160 برابر آب می‌باشد. تحت چنین شرایطی هسته‌های اتم هیدروژن باهم ترکیب شده و تبدیل به هسته‌های هلیوم می‌شوند.

در این حین، 0/7 درصد جرم ترکیب شده، تبدیل به انرژی می‌شود. از 590 میلیون تن هیدروژنی که در هر ثانیه در مرکز خورشید ترکیب می‌شوند، 3/9 میلیون تن به انرژی تبدیل می‌شود. این سوخت هیدروژنی، تا 5 میلیارد سال دیگر دوام خواهد داشت. مسیر نامنظم 2 میلیون سال طول می‌کشد تا انرژی تولید شده در مرکز خورشید به سطح آن رسیده و به صورت نور و گرما تابش کند، سپس بعد از فقط 8 دقیقه، این انرژی به زمین می‌رسد.

ویژگی‌های کلی خورشید

خورشید ستاره‌ی مرکزی منظومه شمسی است. شعاع آن حدود 109 برابر شعاع زمین (696 هزار کیلومتر) و جرمش در حدود 330000 برابر جرم زمین است. جرم خورشید %99/86 جرم منظومه شمسی را شامل می‌شود. از لحاظ شیمیایی، سه چهارم جرم خورشید از هیدروژن و تقریباً تمام بخش باقیمانده از هلیم تشکیل شده است.

اگر کمی دقیق‌تر شویم، خواهیم دید که حدود %1/69 جرم خورشید از عناصری به غیر از هیدروژن و هلیم، مانند اکسیژن، کربن، نئون، آهن و غیره ساخته شده است. (البته توجه داشته باشید که این مقدار نیز خود 5628 برابر جرم زمین است) خورشید از دیدگاه گونه‌ی طیفی، یک ستاره زرد رنگ در رشته اصلی به حساب می ‌آید، چرا که بیشترین شدت تابش شده از آن در محدوده‌ی زرد-سبز طیف مرئی است. البته خورشید از فضا سفید رنگ دیده می‌شود، اما از روی زمین به دلیل وجود پراکندگی جوی به رنگ زرد دیده می ‌شود. خورشید انرژی خود را از راه همجوشی هیدروژن در هسته‌اش، یعنی تبدیل هیدروژن به هلیم، تأمین می‌کند؛ طوری که عرض یک ثانیه در مرکز خود، 620 میلیون تن هیدروژن را به هلیم تبدیل می‌سازد.

آینده خورشید

طی چند میلیارد سال آینده درخشندگی خورشید بسیار زیاد خواهد شد و دمای زمین به 100 درجه رسیده و آب اقیانوس‌ها تبخیر می‌شوند. بعد از مدتی با اتمام سوخت هیدروژنی اش به یک غول سرخ تبدیل خواهد شد. این زمان خورشید دارای مرحله از ناپایداری شده  و اندازه خورشید 50 برابر خواهد شد. دمای سطحی کاهش یافته اما درخشندگی کلی تا حدود 300 برابر مقدار کنونی افزایش خواهد یافت. دما در هسته خورشید به 100 میلیون درجه رسیده و هلیوم دنبال واکنش‌های هسته ای جدید به کربن و اکسیژن تبدیل خواهد شد.

جرم خورشید آنقدر زیاد نیست که بتواند از طریق واکنش‌های هسته‌ای کربن سوزی واکسیژن ‌سوزی انرژی تولید کند. پس از مدتی بادهای خورشیدی شدید از آن وزیدن گرفته و لایه‌های بیرونی به شکل سحابی سیاره ‌ای  بیرون پرتاب می‌شوند. بعد از مدتی نیز خورشید به یک کوتوله سفید تبدیل خواهد شد و در نهایت پس از مدت‌های طولانی با به ته کشیدن انرژی، به یک کوتوله سیاه مرده و کم فروغ تبدیل می‌گردد.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مرتضی عرفانیان

تنظیم: مریم فروزان کیا