جميع ESTRELLAS تشترك الكون في أنها كرات ضخمة من الغاز تنتج توهجًا عند احتراق وقودها ، لكن ليست جميعها متساوية في الحجم أو تتوهج بنفس الطريقة. شمسنا ، على سبيل المثال ، تنتمي إلى الطبقة الطيفية G2 وهو ما يعرف بالقزم الأصفر ، وهو نجم متوسط الحجم يبلغ عمره 10.000 مليارات سنة.
الشمس: خصائص عامة
على الرغم من أن شمسنا متوسطة الحجم مقارنة بالنجوم الأخرى في الكون، إلا أنها تلعب دورًا مركزيًا في نظامنا الشمسي. الشمس تغطي 99,86% من كتلة النظام الشمسيمما يجعله الجسم الأكثر ضخامة على الإطلاق. هذا النجم من نوع ما G2V وهو أكثر سطوعا من 85% من النجوم الموجودة في مجرة درب التبانة، ومعظمها من الأقزام الحمراء. على الرغم من أن الشمس تبدو نجمًا مستقرًا نسبيًا، إلا أنها تمر بمراحل مختلفة طوال حياتها، بدءًا من تكوينها وحتى موتها في نهاية المطاف كقزم أبيض.
الفئة الطيفية G2 ودورة حياة الشمس
تنتمي الشمس إلى الطبقة الطيفية G2مما يعني أن درجة حرارة سطحه حولها 5,778 درجة كلفن. يُعرف نجوم هذه الفئة باسم الأقزام الصفراء، ولها عمر مفيد طويل إلى حد كبير. شمسنا، على سبيل المثال، وصلت بالفعل إلى نصف عمرها، أي حوالي 4.500 مليار سنة منذ تكوينها.
قرب نهاية حياته، و الأقزام الصفراء، مثل الشمس، تنتفخ، ويتضاعف حجمها وتصبح عمالقة حمراء. ويعتقد الخبراء أن الشمس سوف تتوسع إلى ما يقرب من مساحة النظام الشمسي حيث تقع الأرض.
في النهاية، بعد استنفاد وقودها، ستتقلص الشمس مرة أخرى. في هذه المرحلة، سيشكل الغاز الذي تتركه خلفك سحابة جميلة حولك تعرف باسم السديم الكوكبي. مع مرور الوقت، وبعد مليارات السنين، ستتوقف الشمس عن السطوع وتصبح قزمًا أبيض، ثم تبرد في النهاية وتصبح نجمًا. قزم أسود.
تطور النجوم ومستقبل الشمس
هذه المرحلة من الموت النجمي شائعة في العديد من نجوم التسلسل الرئيسي. النجوم مثل الشمس، ذات الكتل المماثلة، تتطور بطرق يمكن التنبؤ بها. على سبيل المثال، يتكون الضوء المنبعث من الشمس من 40% ضوء مرئي و50% ضوء تحت أحمر.
الشمس التي تبلغ كتلتها حوالي 1.989 × 10^30 كجمستواصل عملية الاندماج النووي لتحويل الهيدروجين إلى هيليوم بواسطة الآخرين 5,000 مليون سنة. بمجرد نفاد الهيدروجين من النواة، سيبدأ الهيليوم في الاندماج في الكربون، مما يمثل بداية تحوله إلى عملاق أحمر.
البنية الداخلية للشمس
الشمس هي كرة بلازما ضخمة حار للغاية. في الداخل، يتم تمييز ثلاث طبقات رئيسية: النواة، والمنطقة الإشعاعية، ومنطقة الحمل الحراري. النواة هي الجزء الأكثر سخونة، وهي المكان الذي تحدث فيه تفاعلات الاندماج النووي التي تولد الطاقة. يتم نقل الطاقة الناتجة أولاً عبر المنطقة الإشعاعية ثم عبر منطقة الحمل الحراري قبل أن تصل أخيرًا إلى الغلاف الضوئي، حيث تنبعث إلى الفضاء على شكل ضوء مرئي.
بالإضافة إلى بنيتها الداخلية، تتمتع الشمس أيضًا بغلاف جوي يشمل الكروموسفير والإكليل. أثناء الكسوف الكلي للشمس، تظهر الهالة على شكل هالة بيضاء ناصعة تحيط بالشمس.
عملية الاندماج النووي: محرك الشمس
يتم إنتاج طاقة الشمس من خلال الاندماج النووي، وهي عملية تتحد فيها نوى الهيدروجين لتكوين الهيليوم، مما يؤدي إلى إطلاق كمية كبيرة من الطاقة. يتم تنفيذ هذه العملية وفقًا لمبدأ معادلة أينشتاين، E=mc²، والذي يحول كمية صغيرة جدًا من الكتلة إلى كمية كبيرة من الطاقة.
تولد دورة اندماج الهيدروجين في قلب الشمس كمية هائلة من الطاقة، والتي يتم إطلاقها في النهاية على شكل ضوء وحرارة. ويولد هذا الاندماج أيضًا جسيمات تُعرف باسم النيوتروناتوالتي تنتقل عبر المادة دون أن يتم امتصاصها.
وفي المرحلة الأخيرة من حياتها، عندما ينفد الهيدروجين من الشمس، ستبدأ في دمج الهيليوم في قلبها، مما سيؤدي إلى توسعها وتصبح عملاقًا أحمر. وفي نهاية المطاف، بعد تحوله إلى قزم أبيض، لن يبقى سوى بقايا صغيرة من مجده السابق.
أهمية الشمس للحياة على الأرض
الشمس ليست مهمة فقط للنظام الشمسي من حيث الجاذبية، ولكنها ضرورية للحياة على الأرض. وتعتمد النباتات، على وجه الخصوص، على ضوء الشمس للقيام بعملية التمثيل الضوئي، وهي العملية التي تحول طاقة الشمس إلى غذاء لمعظم أشكال الحياة على الأرض.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الحرارة الناتجة عن الشمس هي التي تحافظ على درجات حرارة الأرض ضمن النطاق الصالح للسكن. وبدون الطاقة الشمسية، لن تكون دورة المياه موجودة، ولكانت الأرض كوكبا غير مضياف للحياة كما نعرفها.
El الرياح الشمسيةوتتكون من جسيمات مشحونة تنبعث من الشمس، وتلعب دورًا مهمًا في تكوين ظواهر مثل الأضواء الشمالية. بالإضافة إلى ذلك، فإن الشمس مسؤولة عن التأثير على طقس الفضاء، مما قد يؤدي إلى تعطيل الاتصالات وأنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية على الأرض.
فضول حول الشمس
- تستغرق الشمس 25 يومًا أرضيًا لإكمال دورانها عند خط الاستواء، أما عند القطبين فتمتد فترة الدوران إلى 36 يومًا.
- تبعث الشمس الضوء والحرارة، ولكن في غلافها الجوي المعروف بالإكليل، تصل درجات الحرارة إلى أكثر من 2.000.000 درجة مئوية، وهي أعلى بكثير من سطحها.
- ويستغرق الضوء من الشمس حوالي 8 دقائق و19 ثانية ليصل إلى الأرض.
على الرغم من ميزاتها المذهلة، فإن الشمس ليست سوى نجمة واحدة من بين مليارات النجوم في مجرة درب التبانة. ومع ذلك، فإن أهميته للحياة على الأرض لا جدال فيها، وسيكون مستقبله كعملاق أحمر وقزم أبيض حدثا كونيا مذهلا.