بیگ بنگ: آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که خورشید، نزدیکترین ستاره به ما، چقدر داغ است؟ از این گذشته، خورشید با اندازه‌ی غول‌پیکرش، گرما را برای کل منظومه شمسی ما فراهم می‌کند.

به گزارش بیگ بنگ، این توپ درخشان انرژی با شعاع 696342 کیلومتر، به قدری بزرگ است که بیش از 1.3 میلیون زمین را در درون خود جای می‌دهد. و با هسته‌ای که قادر به انجام واکنش‌های گرماهسته‌ای است، مقدار خیره کننده‌ای گرما تولید می‌کند.

خورشید چقدر داغ است؟

دما در هسته‌ی خورشید حدود 15 میلیون درجه سانتیگراد و در سطح آن 5500 درجه سانتیگراد است. دما در جو بیرونی پیرامون خورشید حدود 2 میلیون درجه سانتیگراد است و حتی دمای برخی از مناطق خورشید به 20 میلیون درجه سانتیگراد می‌رسد.

هسته‌ی ستاره‌ی کوتوله‌ی زرد ما به اندازه‌ای داغ است که واکنش‌های گرماهسته‌ای در آن انجام می‌شود، اما دانشمندان هنوز نمی‌دانند که چرا دمای جو خورشید تا این حد بالاست. برخی پیشنهاد کرده‌اند که انرژی از طریق میدان مغناطیسی خورشید به جو آن وارد می‌شود و در آنجا «منفجر می‌گردد.» کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا که به دور خورشید می‌چرخد، قصد دارد کشف کند چرا تاج خورشیدی(جو اطراف خورشید) تا این حد داغ است.

چرا خورشید اینقدر داغ است؟

خورشید بسیار داغ است زیرا فشار بسیار زیاد در هسته‌ی آن باعث ایجاد همجوشی هسته‌ای مداومی می‌شود. گرما، نور و انرژی ایجاد شده در هسته‌ی آن از طریق آن واکنش‌های گرماهسته‌ای به سمت خارجی به سوی سطح خورشید، به درون جو آن و به فضای ماوراء آن تابش می‌کند.

اساساً خورشید یک توپ غول‌پیکر گاز و پلاسما است که 92 درصد از گاز آن از هیدروژن تشکیل شده است. گرانش و فشار بسیار زیاد در هسته‌ی آن باعث می‌شود که این اتم‌های هیدروژن با هم برخورد کنند و هلیوم ایجاد کنند. این فرایند به عنوان “همجوشی هسته‌ای” شناخته می‌شود. همجوشی هسته‌ای مقدار زیادی گرما و انرژی ایجاد می‌کند و در سراسر منظومه شمسی پخش می‌شود.

آیا ستارگانی داغ‌تر از خورشید وجود دارد؟

داغ‌ترین ستاره‌ی شناخته شده WR 102 است که در صورت فلکی قوس واقع شده و دمای سطح آن بیش از 200 هزار درجه سانتیگراد است. این دما بیش از 36 برابر گرم‌تر از خورشید ما است.

این فقط WR 102 نیست که از خورشید داغ‌تر است، زیرا ستاره‌های زیادی وجود دارند که دمای بالاتری دارند. ستارگانی مانند WR 102، کوتوله‌های سفید و ستاره‌های نوترونی همگی می‌توانند داغ‌تر باشند.

دانشمندان از کجا دمای خورشید را می‌دانند؟

یکی از روش‌های اندازه‌گیری دمای خورشید قانون وین است: این قانون رابطۀ بین دما و طول موج را نشان می‌دهد. با اندازه‌گیری بیشترین طول موج تابش شده از سطح خورشید دما محاسبه می‌شود. این کار با استفاده از طیف نشری خورشید انجام می‌شود. در روش طیف‌سنجی با استفاده از فوتومترهای حساس طول موجی را که خورشید در آن بیشترین شدت تابش را دارد به دست می‌آورند و سپس با استفاده از این قانون دمای سطح خورشید را به دست می‌آورند.

هر چند کسی به مرکز خورشید دسترسی ندارد، اما با استفاده از اصل تعادل فشار هیدرواستاتیکی می توان به طور غیرمستقیم دمای این منطقه را تخمین زد. این اصل می‌گوید فشار رو به مرکز ناشی از گرانش خورشید باید با فشار رو به بیرون ایجاد شده به وسیله گازهای داغ هسته آن برابر باشد وگرنه خورشید باید در اثر اضافه فشار، منبسط یا منقبض شود؛ اما می‌دانیم که این طور نیست. به عبارت دقیق‌تر، با دانستن حجم چگالی خورشید می‌توانیم فشار ناشی از گرانش در مرکز آن را حساب کنیم چیزی حدود 300 میلیارد اتمسفر از طرف دیگر چون دما مستقیما با فشار یک گاز مرتبط است، می‌توانیم محاسبه کنیم که برای خنثی کردن این فشار درون‌سو، مرکز خورشید چقدر باید داغ باشد. از این راه، دمای مرکز خورشید، چیزی حدود 15 میلیون درجه سانتی‌گراد بدست می‌آید.

داده‌های جمع‌آوری‌شده از اندازه‌گیری فوتوسفر، کروموسفر، ناحیۀ گذار و تاج خورشیدی برای اطلاع‌رسانی به دانشمندان در مورد گرمای سطح و هسته‌ی خورشید، همانطور که از فرآیند همجوشی هسته‌ای در مرکز آن می‌دانیم، استفاده می‌شود. اساساً، دمای هسته‌ی خورشید توسط ریاضیات بدست آمده که با داده‌های دنیای واقعی همخوانی دارد. البته در دهه اخیر با ابداع روشی به نام لرزه‌نگاری خورشیدی، امکان اندازه‌گیری مستقیم دمای نقاط مختلف خورشید به دست آمده است.

خنک‌ترین نقاط روی خورشید کجاست؟

لکه‌های خورشیدی به نقاطی تاریک و دارای میدان مغناطیسی در سطح خورشید گفته می‌شود که دمای کمتری نسبت به نقاط دیگر خورشید دارند.

این لکه‌ها می‌توانند اختلال‌های فورانی مثل شراره‌های خورشیدی و خروج جرم از تاج خورشیدی (CME) را رقم بزنند. دلیل تیره‌تر بودن این مناطق خورشید دمای کمتر آن‌ها نسبت به محیط اطراف است. دمای منطقه‌ی تاریک مرکزی لکه‌ی خورشیدی یا سایه به ۳۵۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسد درحالی‌که دمای فوتوسفر اطراف آن تقریباً ۵۵۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد است.

ترجمه: سحر الله‌وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منابع: astronomy.com , sciencefocus.com