بفضل الشمس، توجد الحياة على كوكبنا. تقع الأرض في منطقة تُسمى المنطقة الصالحة للسكن، حيث تسمح بعدها عن الشمس بوجود الحياة. مع ذلك، لطالما تساءل العلماء عن متى تشكلت الشمس ، ومن ثم كيف نشأ النظام الشمسي الذي نعرفه اليوم.
سنخبرك في هذا المقال بوقت تكون الشمس وخصائصها وأهميتها.
ما هي الشمس
نُطلق على الشمس اسم أقرب نجم إلى كوكبنا (149,6 مليون كيلومتر). تدور جميع كواكب المجموعة الشمسية حولها بفعل جاذبيتها، وكذلك المذنبات والكويكبات التي ترافقها. تُعدّ الشمس نجمًا شائعًا نسبيًا في مجرتنا؛ أي أنها ليست كبيرة جدًا ولا صغيرة جدًا مقارنةً بالنجوم الأخرى. إذا رغبتَ في معرفة المزيد عن كيفية تكوّن النجوم، يمكنك الاطلاع على مقال ولادة نجم في كوكبة الجبار.
هو نجم قزم أصفر من النوع G2 يمر بمرحلة التسلسل الرئيسي من حياته. يقع في ذراع حلزوني على أطراف مجرة درب التبانة، على بعد حوالي 26.000 سنة ضوئية من مركزها. وهو كبير بما يكفي ليشكل 99% من كتلة النظام الشمسي، أو 743 ضعف كتلة جميع كواكب النظام الشمسي مجتمعة (حوالي 330.000 ضعف كتلة الأرض).
أما الشمس، فيبلغ قطرها 1,4 مليون كيلومتر، وهي أكبر وألمع جرم سماوي في سماء الأرض ؛ وجودها هو ما يميز الليل عن النهار. وبفضل انبعاثها المستمر للإشعاع الكهرومغناطيسي (بما في ذلك الضوء المرئي)، تتلقى كوكبنا الحرارة والضوء، مما يجعل الحياة ممكنة. علاوة على ذلك، يُعد الإشعاع الشمسي على الأرض أساسيًا لوجود الحياة. ولفهم أهمية هذا الإشعاع بشكل أفضل، من المفيد استكشاف أنواعه المختلفة.
متى تكونت الشمس؟
كجميع النجوم، تشكلت الشمس من غاز ومواد أخرى كانت جزءًا من سحابة من الجزيئات الكبيرة. انهارت هذه السحابة تحت تأثير جاذبيتها قبل 4.600 مليار سنة. نشأ النظام الشمسي بأكمله من هذه السحابة نفسها. لفهم سياق تكوين النظام الشمسي بشكل أفضل، يمكنك الاطلاع على تاريخ الأرض.
في النهاية ، تصبح المادة الغازية شديدة الكثافة بحيث تؤدي إلى تفاعل نووي "يشعل" قلب النجم. هذه هي عملية التكوين الأكثر شيوعًا لهذه الكائنات.
مع استهلاك الهيدروجين الشمسي، يتحول إلى هيليوم. الشمس عبارة عن كرة عملاقة من البلازما، شبه دائرية تمامًا، تتكون أساسًا من الهيدروجين (74,9%) والهيليوم (23,8%). كما تحتوي على عناصر نادرة (2%) مثل الأكسجين والكربون والنيون والحديد. تلعب هذه العناصر دورًا محوريًا في تكوين الأجرام السماوية الأخرى وفي تطور النظام الشمسي. لمعرفة المزيد عن تأثيرات الإشعاع الشمسي، يمكنك الاطلاع على كيفية تأثير الحد الأدنى للنشاط الشمسي على الأرض ، بالإضافة إلى سياق نشأة المجال المغناطيسي للأرض، الذي يؤثر بدوره على الحياة على كوكبنا.
الهيدروجين ، مادة الشمس القابلة للاشتعال ، يتحول إلى هيليوم عند استهلاكه ، تاركًا طبقة من "رماد الهيليوم". ستزداد هذه الطبقة عندما يكمل النجم دورة حياته الأساسية.
الهيكل والخصائص
يشغل لب الشمس خُمس بنيتها. الشمس كروية الشكل، ومفلطحة قليلاً عند القطبين نتيجة دورانها. ويعود توازنها الفيزيائي (القوة الهيدروستاتيكية) إلى التوازن الداخلي بين قوة الجاذبية الهائلة الناتجة عن كتلتها وقوة دفع الانفجار الداخلي. وينتج هذا الانفجار عن تفاعل نووي لاندماج الهيدروجين الهائل.
إنه منظم في طبقات ، مثل البصل. هذه الطبقات هي:
- نوكليو. المنطقة الأعمق. تحتل خُمس النجم ويبلغ نصف قطرها الإجمالي حوالي 139.000 كم. هذا هو المكان الذي حدث فيه انفجار ذري ضخم على الشمس. إن قوة الجاذبية في القلب قوية لدرجة أن الطاقة المولدة بهذه الطريقة ستستغرق مليون سنة حتى ترتفع إلى السطح.
- منطقة مشعة. يتكون من البلازما (الهيليوم والهيدروجين المتأين). تسمح هذه المنطقة للطاقة الداخلية من الشمس أن تشع بسهولة إلى الخارج ، مما يقلل بدرجة كبيرة من درجة الحرارة في هذه المنطقة.
- منطقة الحمل الحراري. في هذه المنطقة ، لم يعد الغاز مؤينًا ، لذلك يصعب على الطاقة (الفوتونات) الهروب إلى الخارج ويجب أن يتم ذلك عن طريق الحمل الحراري. هذا يعني أن السائل يسخن بشكل غير متساو ، مما يتسبب في التمدد وفقدان الكثافة وارتفاع وانخفاض التيارات ، تمامًا مثل المد والجزر.
- فوتوسفير. هذه هي المنطقة التي ينبعث منها ضوء مرئي من الشمس. يُعتقد أنها حبيبات لامعة على السطح الأكثر قتامة ، على الرغم من أنها طبقة ضوئية يتراوح عمقها بين 100 و 200 كيلومتر ويعتقد أنها سطح الشمس. البقع الشمسية ، بسبب تكوين المادة في النجم نفسه.
- الكروموسفير. الطبقة الخارجية للفوتوسفير نفسها أكثر شفافية ويصعب رؤيتها لأنها تحجبها توهج الطبقة السابقة. يبلغ قطرها حوالي 10.000 كيلومتر ، وخلال كسوف الشمس يمكن رؤيتها بلون مائل للحمرة من الخارج.
- تاج الشمس. هذه هي أنحف طبقات الغلاف الجوي الخارجي للشمس وهي أكثر دفئًا مقارنة بالطبقات الداخلية. هذا هو أحد ألغاز طبيعة الشمس التي لم يتم حلها. هناك كثافة منخفضة للمادة ومجال مغناطيسي شديد ، تنتقل من خلاله الطاقة والمادة بسرعات عالية جدًا. بالإضافة إلى أنه مصدر العديد من الأشعة السينية.
درجة حرارة الشمس
تختلف درجة حرارة الشمس باختلاف المناطق، وتكون مرتفعة للغاية في جميعها. في مركزها، قد تصل درجات الحرارة إلى ما يقارب 1,36 × 106⁶ كلفن (حوالي 15 مليون درجة مئوية)، بينما تنخفض على سطحها إلى حوالي 5778 كلفن (حوالي 5505 درجة مئوية)، ثم ترتفع مرة أخرى في الأعلى إلى 1 أو 2 × 105⁵ كلفن.
تبعث الشمس الكثير من الإشعاع الكهرومغناطيسي ، يمكن رؤية بعضها على أنه ضوء الشمس. يبلغ مدى قوة هذا الضوء 1368 واط / م 2 ومسافة وحدة فلكية واحدة (AU) ، وهي المسافة من الأرض إلى الشمس.
تُخفف الغلاف الجوي للأرض هذه الطاقة، مما يسمح بمرور حوالي 1000 واط/م² عند منتصف النهار. يتكون ضوء الشمس من 50% أشعة تحت حمراء، و40% ضوء مرئي، و10% أشعة فوق بنفسجية. لفهم أفضل لكيفية تأثير هذا الإشعاع على بيئتنا ومناخنا، من المفيد قراءة المزيد عن الإشعاع الشمسي.
كما ترون ، بفضل هذا النجم المتوسط يمكننا أن نحيا حياة على كوكبنا. آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن وقت تكون الشمس وخصائصها.
