Słońce - budowa, aktywność

Słońce jest centralną gwiazdą w Układzie Słonecznym. Wokół niej krążą planety, planety karłowate i małe ciała Układu Słonecznego (w tym komety i planetoidy). Jest ono głównym źródłem energii docierającej do powierzchni Ziemi i innych ciał Układu Słonecznego, a zarazem najjaśniejszym obiektem na sferze niebieskiej. Jest gwiazdą pojedynczą położoną w Galaktyce Drogi Mlecznej. Należy do gwiazd ciągu głównego, temperatura fotosfery słonecznej (ok. 5510°C) powoduje, że charakteryzuje je biaława barwa – zaliczane jest do żółtych karłów.

Słońce to kula zjonizowanego gazu (plazmy) o średnicy około 1,4 mln km (109 razy większa od średnicy Ziemi).  Ma masę prawie 2 kwadryliardów ton (1,98 x 1030 kg). Około 74% tej masy to wodór, 25% hel i niecały 1% cięższe pierwiastki.

Około 25% długości promienia Słońca stanowi jego jądro. To właśnie tutaj w temperaturze przekraczającej 13,5 mln °C zachodzi reakcja syntezy jądrowej. Reakcja ta prowadzi do połączenia 4 protonów (jąder wodoru) i utworzenia jądra helu. Masa jądra helu jest mniejsza od masy 4 protonów, a różnica ta odpowiada za emisję energii zabieranej z jądra głównie przez fotony. Szacuje się, że obecnie zawartość wodoru w jądrze wynosi już tylko 40%. Powstające w reakcjach fuzji jądrowej fotony są wysokoenergetycznymi fotonami promieniowania gamma i rentgenowskiego.

Słońce w ultrafiolecie 
 Słońce w dalekim ultrafiolecie (autor: NASA/SDO (AIA)

 

Słońce powstało około 4,6 mld lat temu i szacuje się, że zapas wodoru w jądrze starczy na około 5 mld lat stabilnej emisji promieniowania. Następnie Słońce przekształci się w czerwonego olbrzyma, a następnie skończy swoją ewolucję jako biały karzeł.

Na zewnątrz jądra znajduje się otoczka, najpierw promienista, a bliżej powierzchni konwekcyjna. Jest ona zbyt chłodna, by mogła zachodzić w niej reakcja syntezy jądrowej. To właśnie tu powstaje pole magnetyczne Słońca. Poprzez tę warstwę fotony docierają do powierzchni Słońca, co – jak się szacuje – zajmuje im przynajmniej 10 tysięcy lat. Powierzchniowe warstwy otoczki Słońca, określane jako fotosfera (upraszczając –  powierzchnia Słońca) są źródłem wypromieniowania fotonów w przestrzeń kosmiczną. Jako, że jej temperatura jest dużo niższa niż jądra (5510°C), emituje ona mniej energetyczne fotony z maksimum natężenia promieniowania odpowiadającym długości fali λ = 0,48 μm (światło widzialne). Prędkość przemieszczania się fali świetlnej w próżni jest stała i wynosi około 300 tys. km/s. Światło słoneczne dociera więc do ziemi po 8 minutach.

Ciemniejsze obszary fotosfery (chłodniejsze o około 1000 K od otoczenia) noszą nazwę plam słonecznych. Obserwowali je już starożytni Chińczycy, a od 1849 roku określana jest ich liczba. Im jest ich więcej, tym większa jest aktywność słoneczna, a więc i ilość energii docierającej od Słońca do Ziemi.

Fotosfera znajduje się u podstawy atmosfery słonecznej, na którą składają się również chromosfera i korona słoneczna. Z zewnętrznych warstw korony emitowany jest wiatr słoneczny, czyli strumień elektronów i protonów, które wypływają ze Słońca. Jego średnia prędkość w pobliżu Ziemi wynosi 450 km/s. Z koroną słoneczną związane jest też zjawisko protuberancji, pętli plazmy słonecznej wznoszących się nad powierzchnią Słońca wzdłuż linii pola magnetycznego. W okresie dużej aktywności słonecznej większe prędkości i energia cząstek wiatru słonecznego oraz wzrost natężenia promieniowania rentgenowskiego powodują zaburzenia ziemskiego pola magnetycznego i funkcjonowania sztucznych satelitów Ziemi. Aktywność słoneczna jest współcześnie monitorowana przez czołowe agencje badawcze świata zajmujące się przestrzenią kosmiczna (np. amerykańską NASA) i jest podstawa oceny i prognozy tzw. pogody kosmicznej.

Należy pamiętać, że bezpośrednia obserwacja Słońca może doprowadzić do uszkodzenia lub utraty wzroku! W amatorskiej obserwacji Słońca należy stosować tylko przyrządy z filtrem słonecznym, ewentualnie obserwować obraz Słońca na ekranie projekcyjnym.

Autor: dr Krzysztof Jarzyna z Instytutu Geografii UJK w Kielcach

Polecamy również:

  • Powstanie Układu Słonecznego - teoria, ewolucja

    Układ Słoneczny powstał z obłoku międzygwiazdowego o średnicy kilku lat świetlnych, będącego zagęszczeniem gazu (przede wszystkim wodoru i helu) i pyłu kosmicznego. Więcej »

  • Planety wewnętrzne - cechy (Merkury, Wenus, Ziemia i Mars)

    Merkury, Wenus, Ziemia i Mars – 4 wewnętrzne planety Układu Słonecznego – są planetami skalistymi. Składają się z minerałów o wysokich temperaturach topnienia: żelaza i niklu, które budują ich jądra oraz krzemianów tworzących płaszcz i skorupę. Ich gęstość jest więc duża. Więcej »

  • Planety zewnętrzne - cechy (Jowisz, Saturn, Uran, Neptun)

    Planety zewnętrzne nazywane są gazowymi olbrzymami. Jowisz i Saturn mają budulec podobny do Słońca, składają się w większości z wodoru i helu. Uran i Neptun zbudowane są głównie z lodu oraz zamarzniętego amoniaku i metanu, tak że niektórzy astronomowie zaliczają je do odrębnej kategorii planet –... Więcej »

  • Naturalne satelity (księżyce) planet Układu Słonecznego

    Księżyc (naturalny satelita) jest ciałem niebieskim obiegającym planetę, planetę karłowatą lub planetoidę. Stwierdzenie to jest pewnym uproszczeniem, gdyż  zarówno księżyce, jak i ciała z którymi są grawitacyjnie związane (np. planety), krążą wokół wspólnego centrum masy układu.... Więcej »

Komentarze (0)
Wynik działania 4 + 2 =
Ostatnio komentowane
I cóż miał rację Marek Aureliusz który chciał podbić Germanię uderzeniem przez Mor...
• 2024-07-06 19:45:33
"Treść wiersza bezpośrednio nawiązuje też do istniejących wówczas, tajnych układó...
• 2024-07-02 05:43:44
O tym, że zmienne w czasie pole elektryczne jest źródłem pola magnetycznego, napisał ...
• 2024-06-27 07:25:33
ok
• 2024-06-05 13:52:17
nadal nie umiem tego napisać
• 2024-06-04 10:48:42