Słońce

Słońce
Pięć miliardów lat temu nie istniało ani Słońce, ani Ziemia. W tym obszarze galaktyki, który teraz nazywamy domem, kłębiła się wielka, rzadka chmura pyłu i gazu. Składała się ona przede wszystkim z wodoru i helu, które nadal są głównymi składnikami wszechświata, ale zawierała też nieco pyłu - drobiny cięższej materii, wyrzucone z umierających gwiazd. Chmura nie była jednorodna. Gęstość materii w pewnej części chmury była nieco większa od średniej. Przyciąganie grawitacyjne danego obiektu zależy od jego masy, a zatem obszar o większej gęstości przyciągał materię mocniej niż inne obszary. Wobec tego materia spływała do niego, jeszcze bardziej zwiększając zawartą w nim masę, a tym samym powodując wzmocnienie przyciągania grawitacyjnego. Ten lawinowy proces narastania gęstości spowodował, że cała chmura zaczęła się zapadać. Stało się to przyczyną dwóch zjawisk. Po pierwsze, ilość materii w centrum bardzo wzrosła i powstała olbrzymia kula o dużej gęstości. W miarę wzrostu gęstości, rosła też temperatura kuli. Po drugie, gdy kurczyła się chmura i narastała jej gęstość, rosła prędkość jej wirowania, a spływająca materia utworzyła płaski dysk prostopadły do osi obrotu. Chmura przybrała kształt naleśnika z łyżką masła po środku. Obie części były zbudowane z takiej samej materii, ale na obrzeżach dysku jej gęstość była znacznie mniejsza niż w centrum. w dysku znalazł się 1% materii chmury, reszta skupiła się w części centralnej. Część centralna zmieniła się w gwiazdę - Słońce - natomiast z dysku planety, księżyce, planetoidy i komety. W miarę zapadania się części centralnej i gromadzenia w niej coraz większej ilości materii, wzrastała jej temperatura i gaz zaczął promieniować. Pod wpływem grawitacji kula zapadła się coraz bardziej, co powodowało kompresję i rozgrzanie spadającej materii. Temperatura wzrosła tak bardzo, że elektrony oderwały się od atomów; materia od której miało powstać Słońce, przybrała postać gorącej mieszaniny ujemnie naładowanych elektronów i dodatnio naładowanych jąder atomowych. Fizycy nazywają materię w takim stanie plazmą.



Obecnie większość materii w Słońcu i gwiazdach to właśnie plazma. Postępujący wzrost temperatury wewnątrz wirującej kuli gazowej powodował, że cząstki materii poruszały się coraz prędzej. Głównym składnikiem rodzącego się Słońca był wodór, którego atom jest zbudowany z jednego protonu i związanego z nim elektronu. W wysokiej temperaturze elektrony oddzielają się od protonów, które bezwładnie poruszają się z dużą prędkością i zderzają się ze sobą. gdy temperatura wewnątrz Słońca zbliżyła się do obecnej temperatury 15 milionów stopni Celsjusza, prędkość protonów wzrosła tak bardzo ,że mogły one pokonać barierę elektrostatyczną, a zaczęły oddziaływać siłami jądrowymi.. Tak rozpoczęły się reakcje syntezy jądrowej. Ten moment można uznać za narodziny gwiazdy. Efektem reakcji syntezy jest przekształcenie czterech protonów w jądro helu, złożone w jądro helu , złożone z dwóch protonów i dwóch neutronów, czemu towarzyszy powstanie innych cząstek i uwolnienie znacznej energii. To powoduje rozgrzanie wnętrza do jeszcze większej temperatury i pojawienia się ciśnienia, równoważącego grawitację. tylko wewnątrz gwiazdy panuje ogromna temperatura i ciśnienie, konieczne do podtrzymani reakcji termojądrowych.



Materia w warstwach powierzchniowych jest za zimna, aby mogły tam zachodzić takie reakcje. Po okresie rozbłysków Słońce stało się gwiazdą, która zużywa wodór; w reakcjach jądrowych powstaje hel i uwalnia się dostatecznie duża energia, by ciśnienie mogło zrównoważyć grawitację. Dzięki tym reakcjom Słońce emituje światło i ciepło. Światło słoneczne pochodzi z warstwy powierzchniowej - fotosfery, czyli widocznej, żółtej tarczy Słońca. Temperatura fotosfery wynosi 5 500stC. Ponad tą kulą leży warstwa atmosfery słonecznej o mniejszej gęstości i wyższej temperaturze; ich promieniowanie ginie w blasku fotosfery, ale można je dostrzec podczas zaćmienia. Na przykład chromosfera to warstwa grubości około tysiąca kilometrów o jasnoczerwonej barwie, spowodowanej obecnością gazowego wodoru, która staje się widoczna wtedy, gdy Księżyc zablokuje promieniowanie fotosfery. Korona, włóknista, perłowo biała poświata o temperaturze miliona stopni, którą można dostrzec podczas całkowitego zaćmienia, rozciąga się na wiele milionów kilometrów ponad fotosferą i płynnie przekształca się w strumień cząstek, który ulatuje ze Słońca, mija planety i ginie w przestrzeni międzygwiazdowej. To tzw. wiatr słoneczny; przepływ cząstek z ładunkiem powoduje ściśnienie lini pola magnetycznego Ziemi po stronie pod prąd, a rozciągnięcie ich po stronie z prądem i jest przyczyną burz magnetycznych, wywołujących zorze i zaburzenia w łączności radiowej.



Słońce to gwiazda ciągu głównego, której wiek wynosi 5 miliardów lat. Jest ono kulą gazów - głównie wodoru i helu - o średnicy około 1,4 miliona km. Jego masa przewyższa 750 razy łączną masę planet i jest 7 razy większa niż masa przeciętnej gwiazdy. W wyniku obrotu Słońca powstaje pole magnetyczne. Obszary równikowe obracają się szybciej niż biegunowe, przez co linie pola magnetycznego wewnątrz Słońca ulegają skręceniu. Jeśli przebiją się przez powierzchnię, powodują przejawy aktywności słonecznej, takie jak plamy, rozbłyski i protuberancje. Aktywność ta, zwłaszcza plamy słoneczne, wykazuje 11-letni cykl zmienności. ". Zbudowane z materii w stanie gazowym Słońce, nie ma ostrej granicy, jednak z Ziemi dostrzegalny jest dość wyraźny brzeg. Dzieje się tak, ponieważ większość emitowanego przez Słońce światła pochodzi z warstwy o grubości zaledwie kilkuset kilometrów, nazywanej fotosferą, którą przyjmuje się za powierzchnię Słońca. Powyżej fotosfery znajdują się chromosfera i korona słoneczna, które razem uważane są za atmosferę Słońca. Słońce jest centralnym ciałem naszego Układu Planetarnego. Bez jego światła i ciepła życie na Ziemi byłoby niemożliwe. Dlatego właśnie Słońce jest dla nas tak ważną gwiazdą. Równocześnie jest ono gwiazdą nam najbliższą. wszystkie osiągnięcia w badaniach Słońca rozszerzają naszą wiedzę o budowie i ewolucji gwiazd.



W porównaniu do planet rozmiary Słońca są naprawdę ogromne. Musielibyśmy ułożyć obok siebie 109 kul ziemskich, aby uzyskać średnicę Słońca, a 1,3 mln kul ziemskich miałoby dopiero objętość równą jego objętości. Jednak w porównaniu z innymi gwiazdami nasze Słońce jest średnich rozmiarów. Istnieje bardzo wiele gwiazd, których objętość jest miliony razy większa od objętości Słońca, a ich masy mogą być nawet sto razy większe od masy Słońca. Zbudowane jest z wodoru i gazu oraz cięższych pierwiastków. Na Słońcu panuje temperatura 15 mln stC. Odbywają się tam procesy syntezy termojądrowej, gdzie wodór przekształca się w hel. W ciągu każdej sekundy Słońce traci około 657 mln ton wodoru który przekształca się w 653 mln ton helu. Na Słońcu występują tzw. pochodnie słoneczne. Są to kolejne struktury fotosferyczne. Są one jaśniejsze i gorętsze od otaczającej Słońce fotosfery. Występują w pobliżu plam słonecznych oraz w pobliżu równika i biegunów. Korona słoneczna jest źródłem promieniowania rentgenowskiego i radiowego. Z niej pochodzi również wiatr słoneczny, strumień cząstek, w którego skład wchodzą przede wszystkim protony, elektrony i jądra helu. ("Inne Światy" National Geographics)