لکه های خورشیدی

لکه خورشیدی ناحیه‌ای بر روی سطح خورشید (فوتوسفر) می‌باشد که به وسیله فعالیت‌های شدید مغناطیسی بوجود می‌آید که مانع از انتقال گرما می‌شوند، این ناحیه‌ها به علت کاهش درجه حرارت سطح به وجود می‌آیند. آن‌ها می‌توانند بدون کمک تلسکوپ از روی زمین نیز دیده شوند. اگرچه این ناحیه‌ها درجه حرارتی در حدود ۳۰۰۰–۴۵۰۰ کلوین دارند، تضاد دمای این ناحیه با مواد پیرامون در حدود ۵۸۰۰ کلوین  به آن‌ها اجازه می‌دهد تا به وضوح به عنوان لکه‌های سیاه دیده بشوند، همچون بدنی که از شدت گرما سیاه شده باشد (تقریباً نزدیک فوتوسفر) این تابعی از T (دما) به توان چهارم است. اگر یک لکه خورشیدی از فوتوسفر جدا شود می‌تواند قوش الکتریکی درخشانی را بوجود بیاورد.

لکه خورشیدی، در حین ظاهر شدن از فعالیت‌های شدید مغناطیسی، میزبان آثار دیگری مانند تاج های خورشیدی و رخدادهای قطع ارتباط نیز هستند. بیشتر شراره‌های خورشیدی و پس‌زنی توده تاج سرچشمه در فعالیت‌های مغناطیسی پیرامون منطقه گروه‌های لکه قابل رویت خورشید است. پدیده‌های مشابهی که به طور غیر مستقیم در ستاره‌ها رصد شده‌اند عموماً لکه‌های ستاره‌ای نامیده می‌شوند و در دو نوع روشن و تاریک اندازه‌گیری شده‌اند.

نحوهٔ کشف و مشخصات

قبل از سال ۱۶۱۵ میلادی اروپاییان عقیده داشتند که خورشید یک کره تابناک وبی لکه باشد.

ساختار درونی خورشید ( 2 )

لایه بعد از هسته، [ناحیه تشعشع] است. این منطقه بیش از 32 درصد حجم و 48 درصد جرم خورشید را شامل می‌شود. این منطقه به این علت منطقه تشعشع نامیده می‌شود که انرژی از میان آن بیشتر به شکل تابشی حرکت می‌کند. دما در این منطقه یک میلیون درجه سانتیگراد است. دما و تراکم مواد در ابتدای این ناحیه یعنی نزدیک به هسته زیاد است، ولی با نزدیک شدن به انتهای ناحیه، دما و جرم کاهش پیدا می‌کند.

ذرات نور در این منطقه باید از لایه‌های مستحکم گاز عبور کنند. در نتیجه، ممکن است یک میلیون سال بگذرد تا یک فوتون از این منطقه عبور کند.

در لایه خارجی خورشید (تا فاصله 70% شعاع خورشید از هسته که کمی بیش از 2% جرم خورشید را شامل می‌شود) پلاسمای خورشیدی به اندازه کافی داغ و چگال نیست که بتواند انرژی گرمایی داخل خورشید را به صورت انرژی تابشی از خود گسیل کند. از این رو گرما به وسیله [جریان‌های همرفتی] از بخش‌های داخلی‌تر به سطح خورشید (شیدسپهر) انتقال می‌یابد. هنگامی‌که مواد در سطح خورشید سرد می‌شوند، به طور ناگهانی به داخل آن سقوط می‌کنند و دوباره به مرکزِ انتقال حرارتی که از همان‌جا گرما دریافت کرده بودند، بازمی‌گردند تا دوباره انرژی و گرمای لازم را از این منطقه دریافت کنند. در مواردی که این مواد به شدت گرم شوند، از طریق جریان همرفتی که مانند ستون‌هایی از دل خورشید تا سطح آن ادامه دارند، ناگهان به سطح خورشید بازگشته و فوران می‌کنند که در این صورت باعث دانه‌دانه شدن سطح خورشید می‌شوند. به بیان ساده‌تر، این دانه‌ها در واقع همان ستون‌های جریان‌های همرفتی در خورشید هستند که دائماً مواد داغ و گداخته‌شده را به سطح خورشید انتقال می‌دهند.همین جریان متلاطم و آشفته همرفتی در خارجی‌ترین بخش از منطقه وزش گرمایی خورشید باعث تقویت شدن میدان‌های مغناطیسی ضعیف در خورشید و در نهایت به وجود آمدن قطب‌های مغناطیسی بسیار قوی در قسمت شمالی و جنوبی خورشید می‌شود.

پایینی‌ترین لایه جوّ خورشید یا همان سطح خارجی خورشید که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده است، شیدسپهر نامیده می‌شود که ضخامت آن حدود 500 کیلومتر است. در قسمت بالای شیدسپهر نور مرئی خورشید می‌تواند آزادانه در فضا منتشر شود.

ساختار درونی خورشید ( 1 )

مرکز خورشید، کوره‌ای هسته‌ای با دمای 15 میلیون درجه سانتیگراد (27 میلیون درجه فارنهایت) و چگالی‌ 150 برابر آب است. تحت چنین شرایطی، هسته‌های اتم هیدروژن باهم ترکیب شده و به هسته‌های هلیوم تبدیل می‌شوند. ضمن این همجوشی، 7/0 درصد جرم ترکیب‌شده تبدیل به انرژی می‌شود. از 590 میلیون تن هیدروژنی که در هر ثانیه ترکیب هسته‌ای می‌شود، 9/3 میلیون تن ماده به انرژی تبدیل می‌شود. این سوخت هیدروژنی، تا 5 میلیارد سال دیگر دوام خواهد داشت.

 

هسته خورشید از مرکز آن تا فاصله 2/0 شعاع خورشید در نظر گرفته می‌شود. چگالی آن برابر با 150،000 کیلوگرم بر متر‌مکعب (150 برابر چگالی آب روی زمین) و دمای آن نزدیک به 13،600،000 کلوین (15 میلیون درجه سانتیگراد) است. دمای سطح خورشید 5785 کلوین، معادل 2350/1 برابر دمای هسته خورشید است.

بررسی‌های صورت گرفته اخیر در ماموریت فضایی سوهو نشان داد که هسته خورشید به مراتب سریع‌تر از سایر نقاط متشعشع خورشید می‌چرخد. در تمام طول عمر خورشید، این ستاره انرژی‌اش را از طریق همجوشی هسته‌ای که به صورت یک سری مراحل زنجیره‌وار رخ می‌دهد، تامین می‌نماید که به آن زنجیره پروتون-پروتون گفته می‌شود.

در ستارگان، دو مجموعه فعل و انفعال وجود دارد که می‌تواند منجر به تبدیل هیدروژن به هلیوم و در نهایت، آزاد شدن انرژی شود:

1- [پروتون-پروتون یا زنجیره پی-پی] که در ستارگانی با جرمی‌معادل یا کمتر جرم خورشید نقش مهمی‌ایفا می‌کند.

2- [چرخه CNO] که در ابرستارگان با اجرامی به مراتب ‌بیشتر از خورشید از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

هسته خورشید تنها بخشی از خورشید است که در آن همجوشی هسته‌ای صورت می‌گیرد که این فرایند، منجر به آزاد شدن مقادیر قابل‌توجهی گرما می‌شود. سایر بخش‌های خورشید نیز با همین گرمای تولید شده در هسته که به سمت خارج متساعد می‌شود، گرم می‌شود. انرژی آزاد شده در هسته خورشید پیش از آنکه بتواند به صورت نور و یا ذرات دارای انرژی جنبشی، در فضا آزاد شود، باید از لایه‌های متوالی متعددی عبور کند تا در نهایت بتواند به شیدسپهر رسیده و به فضا بگریزد.

مواد تشکیل دهنده خورشید

مواد تشکیل‌دهنده خورشید حالت گازی دارند، بنابراین لایه‌های خورشید محدوده دقیق و معینی نداشته و گازها و مواد اطراف لایه‌های خارجی به تدریج در فضا منتشر می‌شوند. با این حال، 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 [شیدسپهر (رخشان‌کره یا فوتوسفر)] نام دارد و به عنوان سطح خورشید شناخته شده است. بالای سطح خورشید، [فام‌سپهر (رنگین‌کره یا کروموسفر)] و [‌هاله (کرونا یا تاج خورشیدی)] قرار دارند که با همدیگر جوّ خورشید را تشکیل می‌دهند.

 

 

‌شود. از آنجا که خورشید در حالت پلاسمایی قرار دارد و فاقد ساختار جامد است، دائماً دستخوش تغییرات چرخشی متنوعی در حین چرخش به دور محور خودش می‌شود. سرعت چرخش در نواحی استوایی خورشید سریع‌تر از سرعت چرخش آن در قطبین است. مدت زمان یک چرخش کامل خورشید به دور محور خود، 25 روز برای نواحی استوایی و 35 روز برای قطبین آن است. البته به علت چرخش کره زمین به دور خورشید، مدت زمان یک دور چرخش کامل خورشید در نواحی استوایی آن از دید ناظر روی زمین 28 روز محاسبه می‌شود.

نیروی گریز از مرکز حاصل از این حرکت چرخشی خورشید، 18 میلیون بار ضعیف‌تر از نیروی جاذبه در سطح خورشید در ناحیه استوای آن است. همچنین نیروی جاذبه سیاراتی که به دور خورشید می‌گردند، قادر نیست بر جاذبه بسیار قوی خورشید تاثیر محسوسی بگذارد و در شکل ظاهری آن تغییری ایجاد نماید.

خورشید

خورشید ستاره‌ای است در مرکز منظومه شمسی که زمین واجرام دیگر (شامل سایر سیارات به همراه اقمارشان، [سیارک‌ها]، [شهاب سنگ‌ها]، [دنباله‌دارها] و ذرات معلق گرد وغبار) درحال چرخش به دور آن هستند. تک ستاره منظومه شمسی ستاره‌ای است با اندازه متوسط، که 5 میلیارد سال از عمر آن می‌گذرد و 99/8 درصد از کل جرم منظومه شمسی را تشکیل می‌دهد. اگر روی سطح خورشید 11900 کره زمین را کنار یکدیگر قرار دهیم، تمام سطح خورشید پوشیده می‌شود. همچنین اگر خورشید را مانند کره‌ای تو خالی در نظر بگیریم، در این صورت برای پرکردن داخل آن به 1,300,000 کره زمین نیاز خواهیم داشت. این ستاره ظاهری کروی داشته و عمدتاً از گازهای هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. (74% از جرم خورشید یا 92% از حجمش را هیدروژن و 25% از جرم آن یا 7% از حجمش را هلیوم تشکیل داده است.) 

 

خورشید ستاره‌ای است در مرکز منظومه شمسی که زمین واجرام دیگر (شامل سایر سیارات به همراه اقمارشان، [سیارک‌ها]، [شهاب سنگ‌ها]، [دنباله‌دارها] و ذرات معلق گرد وغبار) درحال چرخش به دور آن هستند. تک ستاره منظومه شمسی ستاره‌ای است با اندازه متوسط، که 5 میلیارد سال از عمر آن می‌گذرد و 99/8 درصد از کل جرم منظومه شمسی را تشکیل می‌دهد. اگر روی سطح خورشید 11900 کره زمین را کنار یکدیگر قرار دهیم، تمام سطح خورشید پوشیده می‌شود. همچنین اگر خورشید را مانند کره‌ای تو خالی در نظر بگیریم، در این صورت برای پرکردن داخل آن به 1,300,000 کره زمین نیاز خواهیم داشت. این ستاره ظاهری کروی داشته و عمدتاً از گازهای هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. (74% از جرم خورشید یا 92% از حجمش را هیدروژن و 25% از جرم آن یا 7% از حجمش را هلیوم تشکیل داده است.)

خانواده خورشید ( منظومه شمسی )

منظومه شمسی متشکل از خورشید ، هشت سیاره شناخته شده ، بیش از 140 قمر و اجرام سماوی کوچک بی شماری مانند دنباله دار ها و سیارک ها می باشد . محدوده داخلی آن شامل خورشید و سیارات سنگی _ عطارد ، ناهید ، زمین و مریخ _ است. فراتر از آن ، حلقه ای از سیارک ها به نام کمربند اصلی و سیارات گازی غول پیکر مشتری ، زحل ، اورانوس و نپتون قرار دارند . پس از آن محدوده وسیعی است که پلوتو و سایر کوتوله های یخی در آن هستند و در انتها هم توده عظیمی ار دنباله دار ها قرار دارند . بطور کلی گستره منظومه ی شمسی حدود 15000میلیارد کیلومتر است و در این بین سیارات ناحیه ای را اشغال می کنند که تنها شش میلیارد کیلومتر از خورشید فراتر رفته است .

مدارها در منظومه شمسی 

اکثر مدار ها در منظومه ی شمسی به شکل بیضوی ( دایره های کشیده شده ) هستند . با وجود این ، در مورد بیشتر سیارات ، این بیضی ها شبیه دایره اند . فقط عطارد دارای مداری است که بطور خیلی محسوس با دایره ای بودن خیلی تفاوت دارد . همه سیارات و تقریبا اکثر سیارک ها در مسیر واحدی به دور خورشید می چرخند که تقریبا همان مسیری است که خورشید طبق آن حول محور خود می چرخد . دوره گردش ( مدت زمانی که طول می کشد تا یک سیاره به دور خورشید بچرخد ) با توجه به فاصله نسبت به خورشید ، از 88 روز زمینی برای عطارد تا حدود 165سال زمینی برای نپتون ، افزایش می یابد که تابع یک نسبت ریاضی است که اولین بار توسط منجم آلمانی به نام ژوهانس کپلر در اوایل قرن 17 کشف شد . هر چه سیارات از خورشید دورتر باشند ، علاوه بر داشتن مدارهای طولانی تر برای تکامل دوره گردش ، حرکت بسیار کند تری نیز دارند . 

غول های گازی 

چهار سیاره بزرگ که بلافاصله بعد از کمربند سیارکی قرار گرفته اند ، غول های گازی نامیده می شوند . این سیارات ویژگی های مشترک بسیاری دارند . هر یک هسته ای متشکل از سنگ و یخ دارد . این هسته توسط پوشش مایع یا شبه جامدی حاوی هیدروژن و هلیم و یا در مورد اورانوس و نپتون ، ترکیبی از متان ، آمونیاک و یخ های آب ، احاطه شده است . همگی جوی عمیق و غالبا طوفانی دارند که اساسا متشکل از هیدروژن و هلیم است. هر چهارتای آنها ، میدان مغناطیسی قابل توجهی دارند ، اما مشتری با میدان مغناطیسی 20000برابر زمین ، استثنا است .

تاریخچه ی منظومه ی شمسی

گمان می رود که منظومه ی شمسی حدود 4/6 میلیارد سال قبل از ابری غول پبکر متشکل از گاز و غبار به نام سحابی خورشیدی شروع به شکل گیری کرده است . این ابر ، حجمی چندین برابر خورشید امروزی داشته است و طی میلیون ها سال ، دچار رمبش شده و تبدیل به یک صفحه مسطح در حال چرخش شد که فضای مرکزی داغ و متراکمی داشت . سرانجام قسمت مرکزی صفحه تبدیل به خورشید شد ، در حالی که سیارات و همه دیگر اشیا منظومه ی شمسی از قسمتی از مواد باقیمانده شکل گرفتند .
شکل گیری منظومه شمسی
هبچ کس بطور قطعی نمی داند که چه چیز موجب شد ابر بزرگ گاز و غبار ؛ یعنی همان سحابی خورشیدی که منظومه شمسی از آن بوجود آمده ؛ شروع به رمبش کند . آنچه قطعی است این است که گرانش به نحوی بر نیروهای وابسته به فشار گاز که ابر را منبسط نگه داشته بودند غلبه کرده است . ابر پس از رمبش ، شبیه یک سطح کلوچه مانند پهناور با یک برامدگی در مرکز آن شد . دقیقا همانند یک اسکیت باز که هنگام کشیدن بازوانش سریع تر می پرخد ، هر چه صفحه کوچک تر (منقبض) می شد با سرعت بیشتری شروع به چرخش می کرد و ناحیه مرکزی داغ، فقط ذرات سنگی سخت و فلزات توانستند به شکل جامد باقی بمانند . بقیه مواد تبخیر شدند . در دوره ای معین ، این ذرات سنگی و فلزی به تدریج جمع شدند تا اینکه اجرام کوچک آسمانی ( تکه سنگ های کوچکی که قطرشان چندین کیلومتر است ) و سرانجام سیارات سنگی درونی ، یعنی عطارد ، ناهید ، زمین و مریخ را شکل دادند . در مناطق خارجی و سردتر صفحه ، فرایند مشابهی اتفاق افتاد . اما ذرات جامدی که جمع شدند تا اجرام کوچک آسمانی را شکل دهند ، حاوی مقدار زیادی یخ های متفاوت ، مانند یخ های آب ، آمونیاک و متان ، بعلاوه سنگ بودند . این ذرات سرانجام برای تشکیل هسته های سیارات غول پیکر گازی متشکل از گاز یعنی مشتری ، زحل ، اورانوس و نپتون بکار رفتند .

مقدمه

دیدگاه کیهانی

((موقعیت ما روی زمین بسیار عجیب است.هر کدام از ما برای دیداری کوتاه به این دنیا می آییم،نمی دانیم چرا،با این وجود گاهی به نظر می رسد هدفی را یافته ایم .))

                                                                                     "آلبرت انیشتین" (1955-1897)

در یک شب تاریک،هنگامی که آسمان صاف است،می توانید با چشم غیر مسلح در حدود 2000ستاره ببینید . می توانیدتریلیون ها کیلومتر در عمق آسمان نظاره کنید و به هزاران سال پیش بازگردید.

شاید وقتی به ستارگان خیره شده اید از خود بپرسید : تاگو یا معنای آسمان های پر از ستاره چیست؟جایگاه من در این کیهان وسیع کجاست؟ شما تنها کسانی نیستید که این سوال ها را از خود می پرسید . زیبایی و رمز آلود بودن فضا همیشه انسان ها را مجذوب خود کرده است .

نجوم در عین حال که قدیمی ترین شاخه علم است ، جدید ترین علم هم محسوب می شود . امروزه اکتشافات هیجان انگیز با کمک تجهیزات فریبنده امکان پذیر شده است و البته هنوز کسانی که در این زمینه تازه کار هستند می توانند سهم مهمی در این علم داشته باشند . 

اکنون مطالعه ردپای عظیم فضا و زمان را آغاز کنید ، همان چیزی که ما آن را جهان می نا میم و ذهن خود را گسترده کنید !

---