ดวงอาทิตย์: ลักษณะชิ้นส่วนโครงสร้างและองค์ประกอบ

ดวงอาทิตย์ เป็นร่างกายก๊าซที่มีแกนบีบอัดสูงซึ่งพลังงานถูกสร้างขึ้นโดยปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์

มันคือดาวฤกษ์ซึ่งโคจรรอบโลกและดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ และมันให้แสงและความร้อน มันเกิด 4, 600 ล้านปีที่แล้ว แม้ว่ามันจะเป็นหนึ่งในวัตถุท้องฟ้ามากกว่า 1, 000 ล้านดวงที่ประกอบขึ้นเป็นกาแลคซีของทางช้างเผือก แต่มันก็เป็นดาวที่ส่องสว่างที่สุด

ทุกชีวิตบนโลกขึ้นอยู่กับพลังงานแสงอาทิตย์ที่ดาวฤกษ์มอบให้ หากปราศจากดวงอาทิตย์โลกจะกลายเป็นสถานที่มืดและไม่มีชีวิตชีวาที่ถูกแช่แข็งในเวลา

แม้ว่าจะไม่ทราบว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อ 4 พันล้านปีก่อนทฤษฏีในปัจจุบันบอกว่าเมฆฝุ่นและก๊าซขนาดใหญ่เริ่มหมุนอย่างช้าๆ

แรงโน้มถ่วงลากบริเวณที่หนาแน่นภายในคลาวด์นี้ แรงกระตุ้นเพิ่มความเร็วของการหมุน การเคลื่อนไหวนี้ทำให้ก๊าซที่อยู่ตรงกลางร้อนขึ้นซึ่งทำให้เกิดปฏิกิริยาที่เปลี่ยนฝุ่นและก๊าซให้กลายเป็นของแข็งทำให้เกิดดาวเคราะห์

สสารกลางร้อนและหนาแน่นมากก่อให้เกิดการหลอมนิวเคลียร์ที่เกิดจากดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์เป็นวัตถุหลักในระบบสุริยะเนื่องจากมีขนาดใหญ่เนื่องจากมันประกอบด้วยมวลของระบบ 99%

แรงโน้มถ่วงของมันทำให้ดาวเคราะห์ทั้งหมดอยู่ในวงโคจร มันเป็นดาวขนาดกลางที่สร้างแสงและความร้อนของตัวเองโดยการเผาเชื้อเพลิงเช่นไฮโดรเจนและฮีเลียมในกระบวนการที่เรียกว่าฟิวชั่นนิวเคลียร์

ดาวมีชีวิตที่ จำกัด และดวงอาทิตย์ก็ไม่มีข้อยกเว้นมันอยู่ที่จุดกึ่งกลางของวงจรชีวิตประมาณสิบล้านล้านปี มันตั้งอยู่ในใจกลางของกาแลคซีซึ่งมีรูปร่างเป็นเกลียว

พระอาทิตย์คืออะไร ชิ้นส่วนและการศึกษาเกี่ยวกับดาว

จากระยะไกลดวงอาทิตย์ดูเหมือนจะไม่ซับซ้อนมาก สำหรับผู้สังเกตการณ์ทั่วไปมันเป็นเพียงลูกบอลก๊าซที่ลื่นไหล อย่างไรก็ตามการตรวจสอบอย่างใกล้ชิดแสดงว่าดาวอยู่ในความวุ่นวายอย่างต่อเนื่อง ดวงอาทิตย์ที่สงบนิ่งดูเหมือนจะเป็นร่างกายที่สงบสั่นสะเทือนและระเบิดได้รับอิทธิพลจากแม่เหล็กที่รุนแรงและแปรปรวน

ในอดีตที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถเข้าใจว่าดวงอาทิตย์สร้างสนามแม่เหล็กได้อย่างไรซึ่งมีส่วนเกี่ยวข้องกับกิจกรรมสุริยะส่วนใหญ่

พวกเขาไม่ทราบหรือไม่ว่าทำไมส่วนหนึ่งของสนามแม่เหล็กอันเข้มข้นนี้จึงรวมอยู่ในจุดที่เรียกว่าจุดดับความร้อนหมู่เกาะที่มีความตื้นลึกใหญ่เท่ากับโลกและแม่เหล็กหนึ่งพันเท่า

นอกจากนี้นักฟิสิกส์ไม่สามารถอธิบายได้ว่าทำไมกิจกรรมแม่เหล็กของดวงอาทิตย์จึงแตกต่างกันอย่างมากลดลงและทวีความรุนแรงมากขึ้นทุก ๆ 11 ปี คำตอบของคำถามเหล่านี้ถูกซ่อนอยู่ภายในดวงอาทิตย์ซึ่งมีการสร้างพลังแม่เหล็กอันทรงพลัง

ทางช้างเผือกมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100, 000 ปีแสงและหนา 15, 000 ปีแสง ภายในระยะนี้ดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ที่ 210 กม. ทุกวินาทีและใช้เวลา 225 ล้านปีในการเดินทางรอบ

นักวิทยาศาสตร์ได้รับความรู้เกี่ยวกับดวงอาทิตย์จากการสังเกตจากโลกมาหลายปี อย่างไรก็ตามความรู้ส่วนใหญ่ในปัจจุบันมาจากยานอวกาศที่ถูกส่งไปปฏิบัติภารกิจเพื่อสำรวจดวงอาทิตย์

โพรบเหล่านี้ให้ข้อมูลที่ถูกต้องเกี่ยวกับอุณหภูมิบรรยากาศองค์ประกอบสนามแม่เหล็กแสงสะท้อนแสงจุดระเบิดและการเปลี่ยนแปลงภายในของดวงอาทิตย์ซึ่งแสดงไว้ในกล่องต่อไปนี้

องค์ประกอบของดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์เป็นลูกบอลพลาสมาขนาดใหญ่ซึ่งเป็นก๊าซไอออไนซ์ร้อนที่มีมวลมากกว่า 300, 000 เท่าของโลก

เส้นผ่านศูนย์กลางของดวงอาทิตย์มีความยาว 1.4 ล้านกิโลเมตรซึ่งเกินกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของโลก 12, 760 กม. ยิ่งกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบจูปิเตอร์ซึ่งเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงหนึ่งในสิบ

องค์ประกอบหลักที่มีอยู่ในดวงอาทิตย์คือไฮโดรเจน (92%) ตามด้วยฮีเลียม (7.8%) และน้อยกว่า 1% ขององค์ประกอบที่หนักกว่าเช่นออกซิเจนคาร์บอนไนโตรเจนและนีออน

ด้านล่างเป็นองค์ประกอบของดวงอาทิตย์ที่สร้างขึ้นจากการวิเคราะห์สเปกตรัมของดวงอาทิตย์ การวิเคราะห์มาจากชั้นล่างของชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ แต่คิดว่าจะเป็นตัวแทนของดวงอาทิตย์ทั้งหมดยกเว้นแกนกลางของมัน ตรวจพบองค์ประกอบประมาณ 67 รายการในสเปกตรัมพลังงานแสงอาทิตย์

เป็นที่เชื่อกันว่าดวงอาทิตย์เป็นก๊าซที่สมบูรณ์มีความหนาแน่นเฉลี่ย 1.4 เท่าของน้ำ เนื่องจากความดันในแกนกลางมีค่ามากกว่าบนพื้นผิวความหนาแน่นของแกนจึงเท่ากับความหนาแน่นของทองคำเป็นแปดเท่าและความดันนั้นอยู่ที่ 250 พันล้านเท่าความดันของพื้นผิวโลก

เกือบทั้งหมดมวลของดวงอาทิตย์นั้น จำกัด อยู่ที่ปริมาตรที่ขยายออกไปเพียง 60% ของระยะทางจากใจกลางของดวงอาทิตย์ไปจนถึงพื้นผิวของมัน

โครงสร้างของดวงอาทิตย์

เมื่อศึกษาโครงสร้างของดวงอาทิตย์นักฟิสิกส์พลังงานแสงอาทิตย์แบ่งมันออกเป็นสองส่วนหลัก ๆ คือภายในและชั้นบรรยากาศ

ภายใน

การตกแต่งภายในประกอบด้วย:

1- คอร์

เป็นพื้นที่ภาคกลางของดวงอาทิตย์ที่เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เปลี่ยนไฮโดรเจนให้เป็นฮีเลียม ปฏิกิริยาเหล่านี้ปล่อยพลังงานที่ทำให้เกิดความส่องสว่างของดวงอาทิตย์

สำหรับปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นต้องมีอุณหภูมิสูงมาก อุณหภูมิใกล้ศูนย์กลางประมาณ 15 ล้านองศาเซลเซียสและความหนาแน่นประมาณ 160 g / cm3 (นั่นคือ 160 เท่าของความหนาแน่นของน้ำ)

ทั้งอุณหภูมิและความหนาแน่นลดน้อยลงจากจุดศูนย์กลางของดวงอาทิตย์นิวเคลียสครอบครองรัศมีด้านในสุด 25% ของดวงอาทิตย์ที่ประมาณ 175, 000 กม. จากศูนย์กลางอุณหภูมินั้นมีเพียงครึ่งหนึ่งของค่ากลางและความหนาแน่นลดลงถึง 20 g / cm3

2- โซนระดับกลาง (หรือการขนส่งกัมมันตภาพรังสี)

รอบนิวเคลียสเป็นเขตการขนส่งระดับกลางหรือกัมมันตภาพรังสี บริเวณนี้มีรัศมีสุริย 45% และเป็นพื้นที่ที่มีพลังงานในรูปของโฟตอนรังสีแกมม่าถูกส่งไปยังด้านนอกโดยการไหลของรังสีที่เกิดขึ้นในนิวเคลียส

โฟตอนรังสีแกมมาพลังงานสูงถูกตีอย่างต่อเนื่องเมื่อผ่านโซนกลางบางอันถูกดูดซับบางตัวถูกขับออกไปและคนอื่น ๆ กลับสู่นิวเคลียส โฟตอนใช้เวลา 100, 000 ปีในการค้นหาเส้นทางผ่านเขตกึ่งกลาง

ที่ขีด จำกัด นอกสุดของโซนกลางอุณหภูมิจะอยู่ที่ประมาณ 1.5 ล้านองศาเซลเซียสและมีความหนาแน่นประมาณ 0.2 g / cm3 ขีด จำกัด นี้เรียกว่า เลเยอร์อินเตอร์เฟส หรือ tacocline

เป็นที่เชื่อกันว่าสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ถูกสร้างโดยไดนาโมธรรมชาติที่มีอยู่ในชั้นนี้ การเปลี่ยนแปลงความเร็วการไหลผ่านชั้นนี้จะยืดเส้นแรงของสนามแม่เหล็กและทำให้แข็งแกร่งขึ้น ดูเหมือนว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันในองค์ประกอบทางเคมีผ่านชั้นนี้

3- โซนไหลเวียน

มันเป็นเขตนอกของดวงอาทิตย์มากที่สุดเรียกว่าเขตการพาความร้อนเนื่องจากพลังงานจะถูกนำเข้าสู่พื้นผิวโดยกระบวนการพาความร้อน มันขยายจากความลึกประมาณ 210, 000 กม. ไปยังพื้นผิวที่มองเห็นและมีรัศมีประมาณ 30% ของรัศมีดวงอาทิตย์

ในโซนนี้ก๊าซพลาสมาติกซึ่งถูกทำให้ร้อนในโซนกลางขึ้นไปที่ผิวน้ำโดยการกระทำของกระแสพาความร้อนการขยายการระบายความร้อนและการหดตัวแล้ว (คล้ายกับการต้มน้ำในหม้อ)

การเพิ่มขึ้นของอนุภาคก๊าซสามารถมองเห็นได้บนพื้นผิวเป็นรูปแบบเม็ด เม็ดมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 1, 000 กม. เซลล์การพาความร้อนจะปลดปล่อยพลังงานในชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์บนพื้นผิวอุณหภูมิประมาณ 5, 600 ° C และความหนาแน่นจะเป็นศูนย์

เมื่อก๊าซพลาสม่าถึงพื้นผิวของดวงอาทิตย์มันจะเย็นตัวลงและสะสมที่ฐานการพาความร้อนซึ่งจะได้รับความร้อนมากขึ้น

กระบวนการซ้ำแล้วซ้ำอีก โฟตอนที่หลบหนีจากดวงอาทิตย์ได้สูญเสียพลังงานในเส้นทางจากนิวเคลียสและเปลี่ยนความยาวคลื่นเพื่อให้การปล่อยส่วนใหญ่อยู่ในขอบเขตที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า

อุณหภูมิที่ลดลงในเขตการพาความร้อนช่วยให้อิออนที่หนักกว่าขององค์ประกอบเช่นคาร์บอน, ไนโตรเจน, ออกซิเจน, แคลเซียมและเหล็กสามารถเก็บอิเล็กตรอนไว้ได้ สิ่งนี้ทำให้วัสดุทึบแสงมากขึ้นทำให้การผ่านของรังสียากขึ้น

บรรยากาศของดวงอาทิตย์

บรรยากาศของดวงอาทิตย์ประกอบด้วย:

1- โฟโตสเฟียร์

โฟโตสเฟียร์นั้นต่ำที่สุดในสามเลเยอร์ที่ประกอบกันเป็นชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์เนื่องจากเลเยอร์บนทั้งสองนั้นโปร่งใสไปจนถึงความยาวคลื่นแสงที่มองเห็นได้มากที่สุดโฟโตสเฟียร์จึงสามารถชื่นชมได้ง่าย

เราไม่สามารถมองเห็นได้ไกลกว่าแก๊สสว่างของโฟโตสเฟียร์ดังนั้นทุกอย่างที่อยู่ด้านล่างนี้ถือว่าเป็นส่วนภายในของดวงอาทิตย์

มันเป็นแผ่นบาง ๆ ของก๊าซไอออไนซ์ร้อนหรือหนาประมาณ 400 กม. ซึ่งส่วนล่างก่อให้เกิดพื้นผิวที่มองเห็นได้ของดวงอาทิตย์พลังงานส่วนใหญ่ที่แผ่ออกมาจากดวงอาทิตย์ผ่านชั้นนี้

จากโลกพื้นผิวนั้นดูเรียบ แต่ในความเป็นจริงมันมีความปั่นป่วนและเป็นเม็ดเนื่องจากกระแสการพาความร้อน วัสดุที่ต้มบนพื้นผิวของดวงอาทิตย์ถูกลมสุริยะทำ

ความหนาแน่นของโฟโตสเฟียร์อยู่ในระดับต่ำตามมาตรฐานของโลกค่าของมันก็คล้ายกับความหนาแน่นของอากาศที่เราหายใจและอุณหภูมิเฉลี่ยอยู่ที่ 5, 600 องศาเซลเซียส องค์ประกอบของโฟโตสเฟียร์คือในหมู่ไฮโดรเจน 74.9% และฮีเลียม 23.8% องค์ประกอบที่หนักกว่าทั้งหมดแสดงถึงมวลน้อยกว่า 2%

2- Chromosphere

ตั้งอยู่เหนือโฟโตสเฟียร์คือ Chromosphere (ทรงกลมสี) ชั้นก๊าซบาง ๆ มีความหนาแน่นต่ำกว่าของโฟโตสเฟียร์

มันมีความหนาประมาณ 2, 500 กม. และมีอุณหภูมิที่แตกต่างจาก 6, 000 ° C เหนือระดับโฟโตสเฟียร์ไปจนถึง 20, 000 ถึง 30, 000 ° C ในตอนบน

Chromosphere มีความโปร่งใสทางสายตามากกว่าโฟโตสเฟียร์ สีชมพูสีแดงของมันเกิดขึ้นเนื่องจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเป็นส่วนใหญ่ของก๊าซไฮโดรเจนอัลฟา

สีนี้สามารถมองเห็นได้ในช่วงสุริยุปราคาทั้งหมดเมื่อมองเห็น chromosphere ชั่วครู่เป็นแสงสีเช่นเดียวกับที่ขอบที่มองเห็นได้ของโฟโตสเฟียร์หายไปหลังดวงจันทร์

3- คราวน์

มันเป็นชั้นบนสุดของชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์และขยายออกไปหลายล้านกิโลเมตรจากส่วนบนของโครโมโซมสู่อวกาศ ไม่มีข้อ จำกัด ด้านบนที่กำหนดไว้อย่างดีสำหรับมงกุฎ

มงกุฎสามารถมองเห็นได้ในช่วงสุริยุปราคาหรือผ่านกล้องโทรทรรศน์พิเศษที่เรียกว่า coronagraph เมื่อโฟโตสเฟียร์ถูกปิดกั้น มงกุฎปรากฏเป็นพื้นที่สีขาวสว่างรอบดวงอาทิตย์