المجموعة الشمسية - الشمس

مقدمة

الشمس اقرب نجم إلى الأرض وينتمي إلى فصيلة النجوم القزمة الصفراء والشمس تمثل 99 % من كتلة المجموعة الشمسية كلها ويقدر العلماء عمرها ينحو أربعة ونصف مليار عام عندما تواجد سديم من الغاز المكون في معظمه من الهيدروجين اخذ في التمركز والدوران حول نفسه مولدا الطاقة والضغط الكافيين لاندماج ذرات الهيدروجين معلنة بدء ولادة النجم، ويقدر العلماء وبحسب كمية الهيدروجين المتبقية أن المتبقي من حياة الشمس حوالي خمسة مليارات عام فقط تتمدد بعدها لتصبح عملاق احمر يبتلع مدارات الكوكب التي تدور حوله ثم تبدأ في الاضمحلال والانكماش إلى أن تصل إلى قزم ابيض اصغر بكثير من حجمها الحالي ثم إلى قزم اسود بعد ذلك، إلا أن هذه التحولات والتغيرات تأخذ المليارات من السنين من مرحلة إلى أخرى، ولا يعلم الغيب إلا الله ولكن هذه افتراضات علمية مبنية على عمليات حسابية بافتراضات واحتمالات رياضية ليس إلا، وقد تكون هذه الفروض صحيحة أو غير مكتملة، وقد تظهر نظريات أخرى جديدة تغير وتعدل النظريات الحالية.



موقع الشمس

توجد الشمس في إحدى أذرع مجرة درب التبانة، وتبعد عن مركز المجرة حوالي 30 ألف سنة ضوئية تنتمي الشمس إلى حشد نجوم صغير ومفتوح مكون من 140 نجم تقريباً، تدور الشمس حول مركز المجرة كل 250 مليون سنة تقريباً، كما تقوم الشمس بحركة أخرى متعامدة لمدارها حول مركز المجرة وتنجز هزّة واحدة كل 28 مليون سنة.

وصف الشمس

وتقدر كتلة الشمس بنحو 1990 تريليون تريليون طن - التريليون يساوي مليون مليون - أي تمثل 330.000 مرة كتلة الارض وهي قوة كافية لخلق جاذبية كافية للحفاظ على النظام الشمسي بالكامل، وتبعد عن الأرض مسافة 149,600 كيلو متر ( 93 مليون ميل ) وتبعد عن اقرب نجم لها مسافة 4.3 سنة ضوئية.

تبلغ درجة حرارة الشمس في مركزها 14 مليون درجة مئوية وعلى سطحها حوالي 5,500 درجة مئوية أما البقع الشمسية فهي اقل حرارة إذ تبلغ 4,000 درجة مئوية وتبلغ سرعة الرياح الشمسية 3 مليون كيلومتر في الساعة ويقدر إشعاع الشمس أو الطاقة الشمسية المتولدة بنحو 390 مليار مليار ميجاوات، وتفقد الشمس بالإشعاع حوالي عشرة ملايين طن كل ثانية من مادتها، كما تفقد 600 مليون طن كل ثانية من مادتها بالتفاعلات النووية في قلبه.

مكونات الشمس

تتكون الشمس مثل باقي النجوم من الهيدروجين كمكون أساسي يمثل 92 % وخلال عملية إنتاج الطاقة تتحول ذرة الهيدروجين إلى الهليوم والذي يمثل 7.8 % من مكونات الشمس والباقي عناصر أخرى مثل الأوكسجين والذي يمثل 0.06 % والكربون والكبريت والنيتروجين.



طبقات الشمس

تتكون الشمس من عدة طبقات، مركز الشمس وهو النواة والمكون من الغاز المضغوط - يعادل الضغط داخل المركز 340 مليار مرة الضغط الجوي على سطح البحر في الأرض - وفي حالة تسمى حاله بلازما ( الحالات الأخرى للمادة صلبة، سائلة، غازية ) - وحالة البلازما ببساطة هي الحالة التي يكون فيها جزئ المادة قد تعرض لحرارة وضغط مهولة ويبدأ الإلكترون في الإفلات من نواته عندها تكون حالة البلازما - وهذا المكان ( النواة ) هو مصدر انتاج الطاقة التي تأخذ طريقها نحو الخارج، وتمر عبر طبقات للشمس، حيث تحمل جزيئات الضوء (الفوتون) بالطاقة وتتسرب إلى الطبقات العليا، وفي الحقيقة ان عملية تحميل الفوتون للطاقة واندفاعه للخارج تستغرق حوالي مليون سنة وهناك وخلال العملية التي تشيه الغليان تخرج الطاقة.

منطقة الفوتوسفير

وهي الطبقة السفلى لجو الشمس ويبلغ سمكها 500 كم تقريبا، وتنطلق منها الإشعاعات الشمسية والتي تقع في الضوء المرئي ودرجة حرارتها تبلغ حوالي 5000 درجه مئوية .

منطقة الكروموسفير

يمتد سمكها إلى بضعة ألاف من الكيلومترات والغازات المكونة لها أقل كثافة وأكثر شفافية من منطقة الفوتوسفير وإشعاعاتها ضعيفة في الضوء المرئي ولكنها قوية في الأشعة السينية وفوق البنفسجية والرادوية، درجة حرارتها تصل إلى حوالي 100000 كلفن .

منطقة الكورونا الهالة

وهي الطبقة الخارجية لجو الشمس وتمتد ملايين الكيلومترات، حيث تقل كثافتها وشفافية غازاتها عن الكروموسفير وإشعاعاتها ضعيفة في الضوء المرئي، ولكنها قوية في الأشعة البنفسجية والفوق بنفسجية والسينية والرادوية، ودرجة حرارتها تصل إلى ملايين الدرجات المئوية .



الانفجارات الشمسية

وهي ظاهرة تتكرر باستمرار خلال دورة نشاط تتكرر كل 11 سنة، وتحدث عندما تزيد الطاقة المغناطيسية وتتحرر فجأة فينبعث ضوء ابيض شديد التوهج نتيجة لذلك، وقد لوحظ أول مرة في سبتمبر عام 1859 من قبل الفلكي البريطاني ريتشارد كارنجتون عندما كان يتابع البقع الشمسية ولاحظ ظهور ضوء ابيض باهر ظهر فجأة، والانفجار الشمسي يطلق الغازات المشحونة كهربائيا بسرعة ثلاثة ملايين كيلومتر في الساعة باتجاه الأرض، وإن بعضها يخترق الغلاف المغناطيسي.، وتؤثر على إحدى طبقات الغلاف الجوي وهي طبقة (الأيونوسفير)؛ هذه الجسيمات عالية الطاقة تحدث اضطرابًا في الحالة الأيونية في طبقة الأيونوسفير التي تعمل على حفظ المجال المغناطيسي للأرض مما يؤثر على الاتصالات اللاسلكية على الأرض، خاصة وأنها تعتمد على الموجات الكهرومغناطيسية.



الرياح الشمسية

وهي من أكبر العوامل التي تؤثر في طبقة (الماجنيتوسفير) المغناطيسية للأرض في طبقات الجو العليا، بما تحمله من إلكترونات حرة سالبة، ونوى ذرات الهيدروجين والهليوم التي تحتوي على البروتونات الموجبة، وتندفع الرياح الشمسية عادة بسرعة 320 كيلومترًا في الثانية، ولكنها قد ترتفع إلى أكثر من 800 كيلومتر في الثانية عند ذروة النشاط الشمسي، وخاصة عند حدوث الانفجارات، وتقوم الشمس بهدم مجالها المغناطيسي كل ألف عام، والأرض غيرت مجالها المغناطيسي 176 مرة منذ نشأتها منذ 4550 مليون سنة وحتى الآن، ولا أحد يعرف كيف يحدث ذلك.



البقع الشمسية

هي مناطق اضطراب ومساحات قاتمة تتواجد على سطح الشمس تنجم عن تركيز مجالات مغناطيسية غير مستوية. وتكون ابرد من المناطق التي حولها مما يجعلها اقل خفوتا من المناطق المحيطة بها وتظهر على شكل بقعة ‏مستديرة او بيضاوية مركزها مظلم نسبيا وتكون مملوءة بطاقة مغناطيسية يمكن أن تنطلق ‏كبركان، وتنمو البقع وتتسع وتستغرق في ذلك من أسبوع إلى أسبوعان وتستغرق حوالي أسبوعان آخرين لتتلاشى.