الشمس2

التركيب الكيميائي

تتكون الشمس بصفة أساسية من عنصري الهيدروجين والهيليوم بنسبة 9و74 % و 8و23% على التوالي وهذا التكوين هو ما يبينه الغلاف الضوئي . [15] وتسمى العناصر الأثقل من ذلك "معادن" طبقا للمصطلح الفلكي، ونسبتها في الشمس أقل من 2% من كتلة الشمس. و المعادن تتكون من 1% من الأكسجين والكربون 3و0 % والنيون 2و0%، والحديد 2و0% ، وذلك بحسب قياسات عام 2004. [16] وتكونت الشمس منذ نحو 5و4 مليار سنة من الهيدروجين والهيليوم مختلطا به قليل من المعادن (نحو 5و1 %) ناشيئ عن تخليق العناصر في أجيال من النجوم الأقدم أكملت مراحل تطورها ثم انفجرت كمستعرات عظمى وألقت محتوياتها في الوسط البيننجمي، ومنها تكونت الشمس. [17] ويعتبر التركيب الكيميائي للغلاف الضوئي مماثلا للتركيب الكيميائي للمجموعة الشمسة عند نشأتها. [18] وبعد نشأة الشمس وبدأ فيها تخليق العناصر المعدنية الأثقل فتنفصل هذه عن الغلاف الضوئي السطحي مترسبة في مركز الشمس. ولذلك فيحتوي الغلاف الضوئي حاليا على نسبة من الهيليوم أقل حيث كانت نسبته الأصلية عند نشأة الشمس 4و27 % وكانت نسبة الهيدروجين 1و71 % ونسبة المعادن 5و1%. [15]

وقد عمل الاندماج النووي للهيدروجين وتحوله إلى الهيليوم في قلب الشمس على تغيير نسب العناصر، فأصبح باطن الشمس يحتوي على 60% من الهيليوم كما تغيرت نسب العناصر الأخرى "المعادن". ونظرا لأن الطبقة الداخلية من باطن الشمس طبقة تنتقل فيها الحرارة بالإشعاع وليس بالحمل الحراري فإن المكونات الثقيلة الناتجة عن الاندماج النووي تتركز في قلب الشمس ولا تخرج إلى السطح (الغلاف الضوئي).[19]
[عدل] مراحل عمر الشمس
سطح الشمس

استخدم علم التسلسل الزمني الكوني لتحديد عمر الشمس. تكونت الشمس من سديم أو سحابة غازية في مجرة درب التبانة منذ حوالي خمسة بلايين سنة وأخذت تشع باستمرار منذئذ مستهلكة حوالي 4 ملايين طن من الهيدروجين في الثانية حيث يتحول الهيدروجين في قلبها إلى هيليوم نتيجة الاندماج النووي (يكفى معرفة أن تحويل 1 جرام من المادة إلى طاقة يكفي لإنتاج طاقة مكافاة للقنبلة الذرية الملقاة على هيروشيما). وحاليا تعد الشمس في مرحلة النسق الأساسي من حياتها أي وصلت إلى نحو نصف العمر المقدر نظريا لها. ويمكن أن تستمر على هذا الحال يندمج فيها الهيدروجين إلى هيليوم وعناصر أخرى حتى يقترب الهيدروجين من النفاد بعد نحو 5 مليار سنة من الآن. بعد نفاذ الهيدروجين من قلب الشمس سينقبض تحت فعل الجاذبية وترتفع درجة الحرارة في قلبها وتبدأ عملية الاندماج النووي للهيليوم لتكوين عناصر أثقل مثل الكربون، فتنتفخ طبقاتها الخارجية ويتغير لونها. وبانتفاخها التدريجي مع تواصل ارتفاع حرارة قلبها فتصبح عملاقاً أحمرا . عندئذ يصل قطرها أفلاك الكواكب القريبة منها، وستبتلع كوكب عطارد وتكون الزهرة في مدار أبعد من مدار الأرض الحالى، وستكون الأرض في مدار مقارب لمدار الحالى، وأيضاً ستغير كل الكواكب من أماكنها جذرياً وستصبح أجسام هشة ميتة تدور حول نجمها المحتضر بلا حياة وستقل سرعة الدوران بسسب الانتقال إلى مدارات أبعد. في نفس الوقت يتقلص قلبها باستمرار تحت فعل قوى الجاذبية نظرا لضعف إنتاجه للطاقة، ثم ينهار قلبها ويصبح قزماً أبيضا منكمش وساخن ذى كثافة عالية جداً بعد 2 مليار سنة أخرى: سيكون الكربون الذي تكون في قلب الشمس قد تحول إلى الصورة الكريستالية أي أن الشمس ستتحول إلى ماسة كونية لامعة هائلة الحجم. نصب تذكارى ينعى عالماً كان ينبض بالحركة والحياة.
دورة حياة الشمس.
[عدل] حرارة الشمس

اقرأ أيضاً: غلاف شمسي

درجة حرارة سطح الشمس 5777 كلفن : توزيع الموجات الكهرومغناطيسية بحسب طول موجتها (أصفر) ومقارنته بتوزيع إشعاع جسم أسود (رمادي) عند نفس درجة الحرارة.
زوابع شمسية

الشمس هي أحد النجوم المتوسطة الحجم. وهي عبارة عن فرن عظيم يقوم على التفاعل النووي الالتحامي (اندماج نووي) حيث يتحول الهيدروجين إلى الهيليوم. ولا توجد تلك المواد في صورة غازية بسبب درجة الحرارة العظيمة وإنما في صورة بلازما. يبلغ قطر البلازما 1390 مليون كيلومتر، وتبلغ كتلة الشمس أكبر 333.000 من كتلة الأرض. ولا نستطيع رؤية ما بداخلها ولكن توجد جسيمات أولية تصل إلينا وتنتشر في الفضاء تنشأ في قلب الشمس. وتسمى تلك الجسيمات نيوترينو، وهي تؤيد أن درجة حرارة قلب الشمس يصل إلى 7و15 مليون درجة مئوية، وهي درجة الحرارة اللازمة للاندماج النووي للهيدروجين. وتتحول كل ثانية واحدة 564 مليون طن من الهيدروجين إلى 560 مليون طن من الهيليوم. ويتحول فرق الكتلة (4 مليون طن) إلى طاقة تـُشع إلى الخارج في صورة الضوء وجسيمات. ونظرا لكثافة باطن الشمس العظيمة تتصادم الجسيمات باستمرار ولا تستطيع الخلاص من القلب والخروج إلى السطح إلا بعد نحو 170.000 سنة. وهذا مايعانية الضوء الذي يصل إلينا ويمنحنا الحرارة والحياة. وعلى عكس درجة الحرارة الهائلة في باطن الشمس، تبلغ درجة حرارة الغلاف الشمسي نحو 5700 درجة مئوية فقط. ومن العجيب أن درجة الحرارة خارج الشمس لا تستمر في الانخفاض، وإنما تبدأ ثانيا في الزيادة إلى نحو 2 مليون درجة مئوية في هالة الشمس، ويعتقد العلماء أن السبب في ذلك يرجع إلى زوابع مغناطيسية .
[عدل] المجال المغناطيسي
صورتين متعاقبتين لتوهج شمسي أثناء تطوره، وقد حـُجب قرص الشمس في هاتين الصورتين لتحسين وتوضيح صورة الوهج.

يمكن وصف المجال المغناطيسي للشمس الهادئة بالتقريب كما لو كان مغناطيسا ذو قطبين. وينقلب بالقطبين المغناطيسيين للشمس كل 11 سنة (وهذا يعادل دورة البقع الشمسية) أي أن اتجاه القطبين تعو بعد 22 سنة إلى وضعها الأصلي. وتبلغ شجة المجال المغناطيسي على سطح الشمس نحو ضعف شدة المجال المغناطبسي للأرض، ويبلغ تقريبا 100 ميكرو تسلا (أي 1 جاوس). وهو يتشأ من تيارات كهربائية قدرها نحو 1012 أمبير، تحفساعد على وجودها البلازما الشديدة التوصيل في باطن الشمس. وبهذا يشبه داخل الشمس دينامو عظيم يحول طاقة الحركة إلى طاقة كهربائية وهذا ينشأ عنه المجال المغناطيسي. ويغلب الاعتقاد حاليا أن تأثير الدينامو ذلك يحدث في طبقة رقيقة في الشمس تحت طبقة الحمل الحراري.

وتتغير شدة المجال المغناطيسي للشمس طبقا لمعادلة قطبي المغناطيس، أي تقل أسيا بزيادة المسافة من المغناطيس طبقا للعلاقة ~ 1/(المسافة)³، وتبلغ عن الأرض نحو 0,01 نانو تسلا. ولكن المجال المغناطيسي الشائع بين الكواكب يبلغ عدة نانو تسلا. ويرجع السبب في ذلك إلى الريح الشمس، وهو ينشأ من مجال المغناطيسي محلي غير عادي يعود إلى تحرك غازات، وهي بدورها تنشأ من تأينات شديدة توصل للكهرباء.
[عدل] جيران الشمس

تجوب الشمس حاليا منطقة في المجرة تبلغ 30 سنة ضوئية وهي تتميز بزايدة في كثافة النجوم فيها. من ضمن تلك النجون النسر الطائر والنسر الواقع Wega وأركتوروس و فم الحوت ورجل القنطور (ألفا سنتوري). وتتوسط تلك المجموعة الوسطية منطقة من الفراغ خالية من الغبار الكوني وتتميز بكثافة منخفضة للجسيمات فيها، وتسمى الفقاعة المحلية. ويبلغ اتساع الفقاعة المحلية نحو 300 سنة ضوئية في اتجاه مستوي المجرة. وهي توجد بالقرب من الحافة الداخلية لذراع أوريون للمجرة. وهي تبعد عن الذراع الآخر المجاور وهو ذراع برسيوس نحو 6500 سنة ضوئية.

وتجوب الشمس أيضا ما يسمى بحزام جولدشن، وهو تجمع يشغل منطقة أكبر وأوسع من المجموعة الوسطية ويتكون من نجوم ناشئة، يقدر أعمارها من 20 مليون إلى 60 مليون سنة. ومنطقة أخرى تتولد فيها نجوم يبلغ قطرها نحو 2000 سنة ضوئية. ونظرا لكون تلك النجوم في مرحلة النشأة وأعمارها أقصر كثيرا من عمر الشمس فهي لا تنتمي إلى أجرام حزام جولشن.
[عدل] هالة الشمس

هالة الشمس (بالإنجليزية:Corona ) هي منطقة "جو " الشمس المحيطة الخفيفة الناصعة ، لا نستطيع رؤيتها إلا في وقت الخسوف الكلي للشمس . وتمتد الهالة إلى نحو 1 - 3 من قطر الشمس خارجها وتمثل منطقة وسطية بين الشمس والفضاء الخارجي. ويستطيع العلماء قياس المنطقة الداخلية للهالة في جميع الأوقات بدون الانتظار حتي حدوث الخسوف.


وترجع الصفات الطيفية الغير عادية للهالة الشمسية إلى درجة حرارة العالية ، مما دعى بعض علماء
هالة الشمس خلال خسوف الشمس عام 2006.
الهالة الشمسية كما رؤيت خلال خسوف الشمس عام 1999 .

القرن التاسع عشر إلى الاعتقاد بتواجد عنصر غير معروف فيها أسموه كورونيوم . ثم بينت القياسات والبحوث العلمية بعد ذلك أن هذا الطيف الغريب يعود إلى الحديد الشديد التأين (Fe-XIV) ، والتي تتسبب في ارتفاع درجة الحرارة خارج الشمس في الهالة إلى 1 - 2 مليون درجة مئوية