Ο ήλιος είναι το κέντρο του πλανητικού μας συστήματος, το κύριο στοιχείο του, χωρίς το οποίο δεν θα υπήρχε ούτε η Γη ούτε ζωή πάνω του. Οι άνθρωποι παρατηρούσαν το αστέρι από την αρχαιότητα. Από τότε, οι γνώσεις μας για το φωτιστικό έχουν επεκταθεί σημαντικά, εμπλουτισμένες με πολυάριθμες πληροφορίες σχετικά με την κίνηση, την εσωτερική δομή και τη φύση αυτού του κοσμικού αντικειμένου. Επιπλέον, η μελέτη του Ήλιου συμβάλλει τεράστια στην κατανόηση της δομής του Σύμπαντος στο σύνολό του, ειδικά εκείνων των στοιχείων του που είναι παρόμοια στην ουσία και τις αρχές της «εργασίας».
Προέλευση
Ο ήλιος είναι ένα αντικείμενο που υπάρχει, σύμφωνα με τα ανθρώπινα πρότυπα, εδώ και πολύ καιρό. Ο σχηματισμός του ξεκίνησε πριν από περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια. Τότε υπήρχε ένα τεράστιο μοριακό νέφος στη θέση του ηλιακού συστήματος. Υπό την επίδραση των βαρυτικών δυνάμεων, άρχισαν να εμφανίζονται δίνες σε αυτό, παρόμοιοι με τους επίγειους ανεμοστρόβιλους. Στο κέντρο ενός από αυτά, η ύλη (κυρίως υδρογόνο) άρχισε να συμπυκνώνεται και πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια εμφανίστηκε εδώ ένα νεαρό αστέρι, το οποίο, μετά από άλλο μεγάλο χρονικό διάστημα, έλαβε το όνομαΟ ήλιος. Γύρω του άρχισαν σταδιακά να σχηματίζονται πλανήτες - η γωνιά μας του Σύμπαντος άρχισε να παίρνει τη μορφή που γνώριζε ο σύγχρονος άνθρωπος.
Κίτρινος νάνος
Ο ήλιος δεν είναι μοναδικό αντικείμενο. Ανήκει στην κατηγορία των κίτρινων νάνων, σχετικά μικρών αστέρων της κύριας ακολουθίας. Η διάρκεια της «υπηρεσίας» που παρέχεται σε τέτοιους φορείς είναι περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Με τα πρότυπα του χώρου, αυτό είναι αρκετά. Τώρα ο φωτιστής μας, θα έλεγε κανείς, είναι στην ακμή της ζωής του: όχι ακόμη γερασμένος, όχι πια νέος - υπάρχει ακόμα μισή ζωή μπροστά.
Ένας κίτρινος νάνος είναι μια γιγάντια μπάλα αερίου της οποίας η πηγή φωτός είναι οι θερμοπυρηνικές αντιδράσεις που συμβαίνουν στον πυρήνα. Στην καυτή καρδιά του Ήλιου, η διαδικασία μετατροπής των ατόμων υδρογόνου σε άτομα βαρύτερων χημικών στοιχείων συνεχίζεται συνεχώς. Ενώ λαμβάνουν χώρα αυτές οι αντιδράσεις, ο κίτρινος νάνος ακτινοβολεί φως και θερμότητα.
Θάνατος ενός αστεριού
Όταν όλο το υδρογόνο καεί, θα αντικατασταθεί από μια άλλη ουσία - ήλιο. Αυτό θα συμβεί σε περίπου πέντε δισεκατομμύρια χρόνια. Η εξάντληση του υδρογόνου σηματοδοτεί την έναρξη ενός νέου σταδίου στη ζωή ενός αστεριού. Θα μετατραπεί σε κόκκινο γίγαντα. Ο ήλιος θα αρχίσει να διαστέλλεται και θα καταλαμβάνει όλο το διάστημα μέχρι την τροχιά του πλανήτη μας. Ταυτόχρονα, η θερμοκρασία της επιφάνειάς του θα μειωθεί. Σε άλλα περίπου δισεκατομμύρια χρόνια, όλο το ήλιο στον πυρήνα θα μετατραπεί σε άνθρακα και το αστέρι θα αποβάλει τα κελύφη του. Ένας λευκός νάνος και ένα πλανητικό νεφέλωμα που το περιβάλλει θα παραμείνουν στη θέση του ηλιακού συστήματος. Αυτή είναι η πορεία ζωής όλων των αστεριών όπως ο ήλιος μας.
Εσωτερική δομή
Η μάζα του Ήλιου είναι τεράστια. Αντιπροσωπεύει περίπου το 99% της μάζας ολόκληρου του πλανητικού συστήματος.
Περίπου σαράντα τοις εκατό αυτού του αριθμού συγκεντρώνεται στον πυρήνα. Καταλαμβάνει λιγότερο από το ένα τρίτο του ηλιακού όγκου. Η διάμετρος του πυρήνα είναι 350 χιλιάδες χιλιόμετρα, το ίδιο ποσοστό για ολόκληρο το αστέρι υπολογίζεται σε 1,39 εκατομμύρια χιλιόμετρα.
Η θερμοκρασία στον ηλιακό πυρήνα φτάνει τα 15 εκατομμύρια Kelvin. Εδώ, ο υψηλότερος δείκτης πυκνότητας, άλλες εσωτερικές περιοχές του Ήλιου είναι πολύ πιο σπάνιες. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, λαμβάνουν χώρα αντιδράσεις θερμοπυρηνικής σύντηξης, παρέχοντας ενέργεια για το ίδιο το φωτιστικό και όλους τους πλανήτες του. Ο πυρήνας περιβάλλεται από μια ζώνη μεταφοράς ακτινοβολίας, ακολουθούμενη από μια ζώνη μεταφοράς. Σε αυτές τις δομές, η ενέργεια κινείται στην επιφάνεια του Ήλιου μέσω δύο διαφορετικών διεργασιών.
Από τον πυρήνα στη φωτόσφαιρα
Ο πυρήνας συνορεύει με τη ζώνη μετάδοσης της ακτινοβολίας. Σε αυτό, η ενέργεια διαδίδεται περαιτέρω μέσω της απορρόφησης και εκπομπής κβαντών φωτός από την ουσία. Αυτή είναι μια μάλλον αργή διαδικασία. Χρειάζονται χιλιάδες χρόνια για να ταξιδέψουν τα κβάντα φωτός από τον πυρήνα στη φωτόσφαιρα. Καθώς προχωρούν, κινούνται εμπρός και πίσω και φτάνουν στην επόμενη ζώνη μεταμορφωμένα.
Από τη ζώνη μεταφοράς ακτινοβολίας, η ενέργεια εισέρχεται στην περιοχή μεταφοράς. Εδώ η κίνηση γίνεται σύμφωνα με κάπως διαφορετικές αρχές. Η ηλιακή ύλη σε αυτή τη ζώνη αναμειγνύεται σαν υγρό που βράζει: τα θερμότερα στρώματα ανεβαίνουν στην επιφάνεια, ενώ τα ψυχρά βυθίζονται πιο βαθιά. Τα κβάντα γάμμα σχηματίστηκαν σεο πυρήνας, ως αποτέλεσμα μιας σειράς απορροφήσεων και ακτινοβολιών, γίνονται κβάντα ορατού και υπέρυθρου φωτός.
Πίσω από τη ζώνη μεταφοράς βρίσκεται η φωτόσφαιρα, ή η ορατή επιφάνεια του Ήλιου. Εδώ πάλι η ενέργεια κινείται μέσω ακτινοβολίας μεταφοράς. Τα θερμά ρεύματα που φτάνουν στη φωτόσφαιρα από την υποκείμενη περιοχή δημιουργούν μια χαρακτηριστική κοκκώδη δομή, σαφώς ορατή σχεδόν σε όλες τις εικόνες του αστεριού.
Εξωτερικά κοχύλια
Πάνω από τη φωτόσφαιρα είναι η χρωμόσφαιρα και το στέμμα. Αυτά τα στρώματα είναι πολύ λιγότερο φωτεινά, επομένως είναι ορατά από τη Γη μόνο κατά τη διάρκεια μιας ολικής έκλειψης. Οι μαγνητικές εκλάμψεις στον Ήλιο συμβαίνουν ακριβώς σε αυτές τις σπάνιες περιοχές. Αυτά, όπως και άλλες εκδηλώσεις της δραστηριότητας του φωτιστικού μας, παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον για τους επιστήμονες.
Η αιτία των εστιών είναι η δημιουργία μαγνητικών πεδίων. Ο μηχανισμός τέτοιων διεργασιών απαιτεί προσεκτική μελέτη, επίσης επειδή η ηλιακή δραστηριότητα οδηγεί σε διαταραχή του διαπλανητικού μέσου, και αυτό έχει άμεσο αντίκτυπο στις γεωμαγνητικές διεργασίες στη Γη. Ο αντίκτυπος του φωτιστικού εκδηλώνεται σε μια αλλαγή στον αριθμό των ζώων, σχεδόν όλα τα συστήματα του ανθρώπινου σώματος αντιδρούν σε αυτό. Η δραστηριότητα του Ήλιου επηρεάζει την ποιότητα των ραδιοεπικοινωνιών, το επίπεδο των εδαφών και των επιφανειακών υδάτων του πλανήτη και την κλιματική αλλαγή. Ως εκ τούτου, η μελέτη των διεργασιών που οδηγούν στην αύξηση ή τη μείωση του είναι ένα από τα πιο σημαντικά καθήκοντα της αστροφυσικής. Μέχρι σήμερα, δεν έχουν απαντηθεί όλες οι ερωτήσεις που σχετίζονται με την ηλιακή δραστηριότητα.
παρατήρηση από τη Γη
Ο ήλιος επηρεάζει όλα τα έμβια όντα στον πλανήτη. Η αλλαγή στη διάρκεια των ωρών της ημέρας, η αύξηση και η μείωση της θερμοκρασίας εξαρτώνται άμεσα από τη θέση της Γης σε σχέση με το αστέρι.
Η κίνηση του Ήλιου στον ουρανό υπόκειται σε ορισμένους νόμους. Το φωτιστικό κινείται κατά μήκος της εκλειπτικής. Έτσι ονομάζεται η ετήσια διαδρομή που διανύει ο Ήλιος. Η εκλειπτική είναι η προβολή του επιπέδου της τροχιάς της γης στην ουράνια σφαίρα.
Η κίνηση του φωτιστικού γίνεται εύκολα αντιληπτή αν το παρακολουθήσετε για λίγο. Το σημείο στο οποίο εμφανίζεται η ανατολή του ηλίου κινείται. Το ίδιο ισχύει και για το ηλιοβασίλεμα. Όταν έρχεται ο χειμώνας, ο Ήλιος είναι πολύ χαμηλότερος το μεσημέρι από ό,τι το καλοκαίρι.
Η εκλειπτική διέρχεται από τους ζωδιακούς αστερισμούς. Η παρατήρηση της μετατόπισής τους δείχνει ότι τη νύχτα είναι αδύνατο να δούμε εκείνα τα ουράνια σχέδια στα οποία βρίσκεται αυτή τη στιγμή το φωτιστικό. Αποδεικνύεται ότι θαυμάζει μόνο εκείνους τους αστερισμούς όπου ο Ήλιος έμεινε πριν από περίπου έξι μήνες. Η εκλειπτική είναι κεκλιμένη προς το επίπεδο του ουράνιου ισημερινού. Η γωνία μεταξύ τους είναι 23,5º.
Αλλαγή κλίσης
Στην ουράνια σφαίρα βρίσκεται το λεγόμενο σημείο του Κριού. Σε αυτό, ο Ήλιος αλλάζει την κλίση του από νότο προς βορρά. Το φωτιστικό φτάνει σε αυτό το σημείο κάθε χρόνο την ημέρα της εαρινής ισημερίας, 21 Μαρτίου. Ο ήλιος ανατέλλει πολύ πιο ψηλά το καλοκαίρι από το χειμώνα. Σχετίζεται με αυτό μια αλλαγή στη θερμοκρασία καιώρες της ημέρας. Όταν έρχεται ο χειμώνας, ο Ήλιος στην κίνησή του αποκλίνει από τον ουράνιο ισημερινό στον Βόρειο Πόλο και το καλοκαίρι στον Νότο.
Ημερολόγιο
Το φωτιστικό βρίσκεται ακριβώς στη γραμμή του ουράνιου ισημερινού δύο φορές το χρόνο: τις ημέρες της φθινοπωρινής και της εαρινής ισημερίας. Στην αστρονομία, ο χρόνος που χρειάζεται ο Ήλιος για να ταξιδέψει από και προς τον Κριό ονομάζεται τροπικό έτος. Διαρκεί περίπου 365,24 ημέρες. Είναι η διάρκεια του τροπικού έτους που βρίσκεται κάτω από το Γρηγοριανό ημερολόγιο. Χρησιμοποιείται σχεδόν παντού στη Γη σήμερα.
Ο ήλιος είναι η πηγή της ζωής στη Γη. Οι διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στα βάθη και στην επιφάνεια του έχουν απτό αντίκτυπο στον πλανήτη μας. Η έννοια του φωτιστικού ήταν ήδη ξεκάθαρη στον αρχαίο κόσμο. Σήμερα γνωρίζουμε πολλά για τα φαινόμενα που συμβαίνουν στον Ήλιο. Η φύση των μεμονωμένων διαδικασιών έχει γίνει σαφής χάρη στην πρόοδο της τεχνολογίας.
Ο Ήλιος είναι το μόνο αστέρι αρκετά κοντά για να μελετηθεί άμεσα. Τα δεδομένα σχετικά με το αστέρι βοηθούν στην κατανόηση των μηχανισμών «εργασίας» άλλων παρόμοιων διαστημικών αντικειμένων. Ωστόσο, ο Ήλιος κρατά ακόμα πολλά μυστικά. Απλώς πρέπει να εξερευνηθούν. Φαινόμενα όπως η ανατολή του Ήλιου, η κίνησή του στον ουρανό και η θερμότητα που εκπέμπει ήταν κάποτε επίσης μυστήρια. Η ιστορία της μελέτης του κεντρικού αντικειμένου του κομματιού μας του Σύμπαντος δείχνει ότι με την πάροδο του χρόνου, όλες οι παραξενιές και τα χαρακτηριστικά του αστεριού βρίσκουν την εξήγησή τους.
