บทความเรื่องดวงอาทิตย์

บทความเรื่องดวงอาทิตย์

จากวิกิพีเดียสารานุกรมเสรี

พระอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ ณศูนย์กลางระบบสุริยะ เป็นพลาสมาร้อนทรงเกือบจะกลมบริบูรณ์โดยมีการเคลื่อนพาซึ่งผลิตสนามไฟฟ้าผ่านกรรมวิธีการไดนาโมเดี๋ยวนี้เป็นแหล่งพลังงานสำคัญที่สุดสำหรับสิ่งมีชีวิตบนโลกมีเส้นผ่าศูนย์กลางโดยประมาณ1.39ล้านกิโลใหญ่มากยิ่งกว่าโลก109เท่าแล้วก็มีมวลราวๆ330,000เท่าของโลกคิดเป็นราวๆปริมาณร้อยละ99.86ของมวลทั้งสิ้นของระบบสุริยะมวลโดยประมาณสามในสี่ของดวงตะวันเป็นไฮโดรเจนที่เหลือเป็นฮีเลียมเป็นหลักโดยมีจำนวนธาตุหนักกว่าน้อยและก็ออกสิเจนคาร์บอนนีออนและก็เหล็ก

ดวงตะวันเป็นดาวฤกษ์ลำดับหลักระดับจี (G2V)ตามการจำแนกแยกแยะดาวฤกษ์ตามระดับสเปกตรัม โดยมักถูกเรียกอย่างไม่เป็นทางการว่า”ดาวเล็กแกร็นเหลือง”พระอาทิตย์ก่อตัวขึ้นเมื่อโดยประมาณ4.6พันล้านปีกลายจากการยุบของแรงโน้มถ่วง (gravitational collapse)ของสสารด้านในรอบๆกรุ๊ปก้อนเมฆโมเลกุลขนาดใหญ่สสารนี้จำนวนมากรวมอัดแน่นอยู่ที่ศูนย์กลางที่เหลือบีบตัวลงลงเป็นแผ่นโคจรซึ่งเปลี่ยนมาเป็นระบบสุริยะมวลแกนกลางร้อนและก็หนาแน่นมากมายจนถึงเริ่มเกิดปฏิกิริยาปรมาณูฟิวชั่น ณแก่นดาวซึ่งมั่นใจว่าเป็นขั้นตอนกำเนิดดาวฤกษ์โดยมาก

ดวงตะวันแก่มาได้โดยประมาณครึ่งอายุขัยแล้วไม่มีความเคลื่อนไหวมากเท่าไรนักตรงเวลากว่า4พันล้านปีมาแล้วแล้วก็คาดว่าจะอยู่ในภาวการณ์ค่อนข้างจะเสถียรไปแบบนี้อีก5พันล้านปีในแต่ละวินาทีปฏิกิริยาหลอมนิวเคลียส (ฟิวชัน)ของพระอาทิตย์สามารถเปลี่ยนแปลงไฮโดรเจนอะตอมจำนวน600ล้านตันให้เปลี่ยนเป็นฮีเลียมแล้วก็แปลงสสาร4ล้านตันให้เป็นพลังงานจากปฏิกิริยาดังที่กล่าวถึงแล้วกว่าพลังงานนี้จะหนีออกมาจากแกนพระอาทิตย์มาสู่ผิวได้จำเป็นต้องใช้เวลานานราว10,000ถึง170,000ปีในอีกราว5พันล้านปีด้านหน้าเมื่อปฏิกิริยาฟิวชันไฮโดรเจนในแก่นของพระอาทิตย์น้อยลงถึงจุดที่ไม่อยู่ในดุลยภาพน้ำสถิตถัดไปแก่นของดวงตะวันจะมีความหนาแน่นรวมทั้งอุณหภูมิมากขึ้นส่วนชั้นนอกของดวงตะวันจะขยายออกจนถึงในที่สุดเป็นดาวยักษ์แดง มีการคำนวณว่าดวงตะวันจะใหญ่พอกลืนวงโคจรเดี๋ยวนี้ของดาวพุธรวมทั้งดาวศุกร์ และก็ทำให้โลกอาศัยอยู่มิได้

มนุษย์รู้จุดสำคัญของพระอาทิตย์ที่มีโลกมาตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์และก็บางวัฒนธรรมถือพระอาทิตย์เป็นเทพเจ้า การหมุนของโลกรวมทั้งวิถีโคจรรอบดวงตะวันของโลกเป็นพื้นฐานของปฏิทินสุริยคติซึ่งเป็นปฏิทินที่ใช้กันแพร่หลายในขณะนี้

ภาพรวมเกี่ยวกับดวงอาทิตย์

พระอาทิตย์จัดเป็นดาวฤกษ์รุ่นที่3ซึ่งคาดการณ์กันว่าก่อตัวขึ้นโดยอิทธิพลของมหานวดาราที่อยู่ใกล้ๆ 4 เพราะว่ามีการศึกษาค้นพบธาตุหนักได้แก่ ทองแล้วก็ยูเรเนียมในจำนวนมากซึ่งธาตุพวกนี้อาจจะเกิดขึ้นเนื่องมาจากปฏิกิริยาปรมาณูจำพวกดูดความร้อนเวลาที่กำเนิดมหานวดาราหรือการดูดซึมซับนิวตรอนในดาวฤกษ์รุ่นลำดับที่สองซึ่งมีมวลมากมาย

ปัจจุบันและอนาคตของดวงอาทิตย์

ตามการศึกษาเล่าเรียนแบบจำลองคอมพิวเตอร์กล่าวถึงวัฏจักรดาวฤกษ์นักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่าพระอาทิตย์แก่ราว5,000ล้านปี5 ในตอนนี้พระอาทิตย์กำลังอยู่ในลำดับหลักทำหลอมไฮโดรเจนให้เป็นฮีเลียมโดยทุกๆวินาทีมวลสารของดวงตะวันมากยิ่งกว่า4ล้านตันถูกกลายเป็นพลังงานดวงตะวันใช้เวลาคร่าวๆ1หมื่นล้านปีสำหรับเพื่อการยังคงอยู่ในลำดับหลัก

เมื่อไฮโดรเจนซึ่งเป็นเชื้อเพลิงของดวงตะวันหมดลงวาระสุดท้ายของดวงตะวันก็มาถึง(เป็นการพ้นไปจากลำดับหลัก)โดยพระอาทิตย์จะเริ่มเจอกับตอนจบเป็นการแปรเปลี่ยนไปเป็นดาวยักษ์แดงด้านใน4-5พันล้านปีเปลือกนอกของดวงตะวันขยายตัวออกไปส่วนแกนนั้นยุบลงและก็ร้อนขึ้นสลับกับเย็นลงมีการหลอมฮีเลียมเป็นคาร์บอนแล้วก็ออกสิเจนที่อุณหภูมิราว100ล้านเคลวินจากเหตุการณ์ข้างต้นดูอย่างกับว่าดวงตะวันจะกลืนรับประทานโลกให้หลอมลงไปกลมกลืนแต่ว่าจากรายงานศึกษาค้นคว้าฉบับหนึ่ง6ได้เรียนรู้พบว่าวิถีโคจรของโลกจะตีจากพระอาทิตย์เพราะเหตุว่ามวลของพระอาทิตย์ได้สูญเสียไปจนถึงแรงดึงดูดระหว่างมวลมีค่าลดน้อยลงแต่ว่าแต่กระนั้นน้ำทะเลก็ถูกความร้อนจากพระอาทิตย์เผาผลาญจนถึงระเหยสิ้นไปในอวกาศรวมทั้งบรรยากาศโลกก็สูญหายไปจนกระทั่งไม่เอื้อแก่ชีวิตถัดมาได้มีการศึกษาและทำการค้นพบว่าดวงตะวันนั้นจะสว่างขึ้น10 เปอร์เซนต์ทุกๆ1000ล้านปีถึงในตอนนั้นโลกก็ไม่สามารถที่จะเอื้อต่อสิ่งมีชีวิตไปก่อนแล้วเวลาของสิ่งมีชีวิตบนโลกก็เลยเหลือเพียงแค่500ล้านปีแค่นั้น

แผนภาพชีวิตดวงตะวัน

ภายหลังที่พระอาทิตย์ได้ผ่านภาวะการเป็นดาวยักษ์แดงแล้วอุณหภูมิจากปฏิกิริยาการรวมฮีเลียมที่เพิ่มสลับกับลงข้างในแกนก็จะเป็นตัวการให้ผิวพระอาทิตย์ข้างนอกผละตัวออกมาจากแกนกำเนิดเป็นเนบิวลาดาวพระเคราะห์ แล้วสูญไปในความมืดมนมิดของอวกาศและก็เป็นอุปกรณ์สำหรับสร้างดาวฤกษ์และก็ระบบสุริยะรุ่นต่อไปส่วนแกนที่เหลืออยู่ก็จะเปลี่ยนเป็นดาวเล็กแกร็นขาวที่ร้อนมากรวมทั้งมีแสงจางมากมายก่อนที่จะดับลงแปลงเป็นดาวเล็กแกร็นดำ จากทั้งสิ้นที่กล่าวมานี้เป็นชีวิตของดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยถึงปานกลาง67

โครงสร้าง

ดวงตะวันเป็นวัตถุที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะมีมวลคิดเป็นปริมาณร้อยละ99ของระบบสุริยะดวงตะวันเป็นดาวฤกษ์ที่มีทรงแทบเป็นทรงกลมโดยมีความแบนที่ขั้วเพียงแต่หนึ่งในเก้าล้าน8 ซึ่งแปลว่าความไม่เหมือนของเส้นผ่าศูนย์กลางที่ขั้วกับเส้นผ่าศูนย์กลางที่เส้นอีเควเตอร์มีเพียงแต่10กม.จากการที่ดวงตะวันมีเฉพาะส่วนที่เป็นพลาสมาไม่มีส่วนที่เป็นของแข็งทำให้อัตราความเร็วของการหมุนรอบกายเองในแต่ละส่วนมีความไม่เหมือนกันได้แก่ที่เส้นอีเควเตอร์จะหมุนเร็วกว่าที่ขั้วที่เส้นอีเควเตอร์ของพระอาทิตย์มีคาบการหมุนรอบกายเอง25วันส่วนที่ขั้วมีคาบ35วันแม้กระนั้นเมื่อพิจารณาบนโลกแล้วจะพบว่าคาบของการหมุนรอบกายเองที่เส้นอีเควเตอร์ของพระอาทิตย์เป็น28วัน

ดวงตะวันมีความหนาแน่นเยอะที่สุดรอบๆแกนซึ่งเป็นแหล่งผลิตพลังงานและก็มีค่าลดลงแทบเป็นรูปเอ็กโพเนนเชียลตามระยะทางที่ห่างออกมาจากแกนแล้วก็ถึงแม้ว่าข้างในดวงตะวันนั้นจะไม่สามารถที่จะเห็นได้แต่ว่านักวิทยาศาสตร์ก็สามารถเล่าเรียนข้างในได้ผ่านทางการใช้คลื่นกระเทือนในดวงตะวัน

แกน

ส่วนแกนของดวงตะวันคาดการณ์ว่ามีรัศมีเป็น0.2เท่าของรัศมีพระอาทิตย์ความหนาแน่นราว150,000กก.ต่อลูกบาศก์เมตรหรือ150เท่าของความหนาแน่นของน้ำบนโลกอุณหภูมิราวๆ13,600,000เคลวินชั่วชีวิตโดยมากของดวงตะวันข้างในแกนจะมีปฏิกิริยาฟิวชันลูกโซ่โปรตอน-โปรตอนซึ่งเปลี่ยนแปลงไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมพลังงานที่ได้นี้ทำให้ที่เหลือของดวงตะวันสุกสว่างแล้วก็ส่องแสง

ทุกๆวินาทีจะมีนิวเคลียสของไฮโดรเจน3.4×1038 ตัวถูกดัดแปลงเป็นฮีเลียมผลิตพลังงานได้383×1024 จูลหรือเปรียบเทียบได้กับดักระเบิดตรีไนโตรโทลูอีน (TNT)ถึง9.15×1019กิโลพลังงานจากแกนของดวงตะวันใช้เวลานานมากมายสำหรับในการขึ้นสู่ผิวเป็นอย่างมากเป็น50ล้านปี9 ขั้นต่ำเป็น17,000ปี10เพราะเหตุว่าโฟตอนพลังงานสูง(รังสีเอกซ์และก็รังสีแกมมา)ถูกกลืนไปในพลาสมาแล้วส่องแสงพลังงานออกมาสลับกันเรื่อยทุกๆระยะไม่กี่มม.

เขตแผ่รังสีความร้อน

ภาพอธิบายส่วนประกอบของดวงตะวัน

ในส่วนของเขตแผ่รังสีความร้อน (radiation zone)ซึ่งอยู่ในตอน0.2ถึง0.7ส่วนของรัศมีดวงตะวันในชั้นนี้ไม่มีการนำความร้อน (convection)เนื่องจากว่าอัตราความไม่เหมือนของอุณหภูมิเทียบกับระยะความสูงน้อยกว่าอัตราการเปลี่ยนอุณหภูมิตามความสูงแบบอะเดียกางตำหนิก (adiabatic lapse rate)พลังงานในส่วนนี้ถูกนำออกมาด้านนอกช้ามากมายตามที่ได้กล่าวไว้ก่อนแล้ว

เขตพาความร้อน

ในส่วนของเขตพาความร้อน(convection zone)ซึ่งอยู่รอบๆเปลือกนอกที่เหลือเป็นส่วนที่พลังงานถูกระบายผ่านแท่งความร้อน(heat column)โดยเนื้อสารที่ร้อนและก็มีพลังงานเริ่มจากข้างล่างแล้วไหลขึ้นข้างบนจนกระทั่งผิวหลังจากนั้นระบายความร้อนแล้วก็กลับลงไปใหม่แท่งความร้อนสามารถพินิจได้จาก“เกล็ด”บนรูปถ่ายผิวพระอาทิตย์

โฟโตสเฟียร์

ในส่วนของโฟโตสเฟียร์ (photosphere)มีความหมายว่าทรงกลมที่แสงสว่างซึ่งเป็นส่วนที่พวกเราเห็นดวงตะวันแสงไฟที่ส่งแสงในดวงตะวันนั้นเป็นผลมาจากอิเล็คตรอนชนกับอะตอมไฮโดรเจนกำเนิดเป็นH1112 เหนือชั้นนี้แดดก็จะถูกปล่อยออกมารวมทั้งมีอุณหภูมิลดน้อยลงตามความสูงที่มากขึ้นกระทั่งทำให้มองเห็นรอยมัวตรงขอบพระอาทิตย์ในรูปภาพถ่าย(ดังรูปถ่ายข้างบน)

บรรยากาศ

บรรยากาศของพระอาทิตย์มี3ชั้นตัวอย่างเช่น ชั้นอุณหภูมิต่ำสุด(temperature minimum) วัวรโมสเฟียร์ (chromosphere)เขตเปลี่ยนแปลงผ่าน(transition region) วัวโรทุ่งนา (corona)แล้วก็เฮลิโอสเฟียร์ (heliosphere) เป็นลำดับจากต่ำไปสูง

ชั้นแรกชั้นอุณหภูมิต่ำสุดมีอุณหภูมิราว4,000 เคลวิน รวมทั้งดก500กิโลชั้นต่อไปเป็นวัวรโมสเฟียร์ซึ่งแสดงว่ารงคมณฑลหรือทรงกลมที่สีเหตุที่เรียกชื่อนี้ก็เพราะเหตุว่ามองเห็นเป็นแสงสีแวบขณะกำเนิดสุริยอุปราคาชั้นนี้ดก2,000กม.ชั้นถัดไปเป็นเขตแปลงผ่านซึ่งอุณหภูมิบางทีอาจติดลบถึงล้านเคลวินรวมทั้งยิ่งต่ำขึ้นไปอีกในชั้นวัวโรทุ่งนาทำให้สิ่งนี้คือปัญหาคาใจนักวิทยาศาสตร์ซึ่งก็คาดคะเนว่าอาจเกิดขึ้นจากการต่อเชื่อมทางแม่เหล็ก(magnetic connection)ชั้นที่เหลือชั้นในที่สุดเป็นเฮลิโอสเฟียร์หรือดวงตะวันเป็นชั้นที่อำนาจของลมสุริยะสามารถไปถึงซึ่งอาจมากกว่า20 หน่วยดาราศาสตร์ (20เท่าของระยะทางจากโลกถึงดเว้นวงอาทิตย์)