บทความเรื่องดวงอาทิตย์

บทความเรื่องดวงอาทิตย์

จากวิกิพีเดียสารานุกรมเสรี

ดวงตะวันเป็นดาวฤกษ์ ณศูนย์กลางระบบสุริยะ เป็นพลาสมาร้อนทรงเกือบจะกลมบริบูรณ์โดยมีการเขยื้อนพาซึ่งผลิตสนามไฟฟ้าผ่านวิธีการไดนาโมเดี๋ยวนี้เป็นแหล่งพลังงานสำคัญที่สุดสำหรับสิ่งมีชีวิตบนโลกมีเส้นผ่าศูนย์กลางราวๆ1.39ล้านกม.ใหญ่มากยิ่งกว่าโลก109เท่าและก็มีมวลราวๆ330,000เท่าของโลกคิดเป็นโดยประมาณปริมาณร้อยละ99.86ของมวลทั้งผองของระบบสุริยะมวลราวๆสามในสี่ของดวงตะวันเป็นไฮโดรเจนที่เหลือเป็นฮีเลียมเป็นหลักโดยมีจำนวนธาตุหนักกว่านิดหน่อยและออกสิเจนคาร์บอนนีออนแล้วก็เหล็ก

พระอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ลำดับหลักระดับจี (G2V)ตามการแยกจำพวกดาวฤกษ์ตามระดับสเปกตรัม โดยมักถูกเรียกอย่างไม่เป็นทางการว่า”ดาวแคระแกร็นเหลือง”พระอาทิตย์ก่อตัวขึ้นเมื่อราวๆ4.6พันล้านปีกลายจากการยุบของแรงโน้มถ่วง (gravitational collapse)ของสสารข้างในรอบๆกรุ๊ปก้อนเมฆโมเลกุลขนาดใหญ่สสารนี้โดยมากรวมอัดแน่นอยู่ที่จุดศูนย์กลางที่เหลือบีบตัวลงลงเป็นแผ่นโคจรซึ่งเปลี่ยนมาเป็นระบบสุริยะมวลจุดศูนย์กลางร้อนรวมทั้งหนาแน่นมากมายจนถึงเริ่มเกิดปฏิกิริยาปรมาณูฟิวชั่น ณแก่นดาวซึ่งมั่นใจว่าเป็นแนวทางการกำเนิดดาวฤกษ์จำนวนมาก

พระอาทิตย์แก่มาได้โดยประมาณครึ่งอายุขัยแล้วไม่มีความเคลื่อนไหวมากเท่าไรนักตรงเวลากว่า4พันล้านปีมาแล้วรวมทั้งคาดว่าจะอยู่ในภาวการณ์ออกจะเสถียรไปแบบนี้อีก5พันล้านปีในแต่ละวินาทีปฏิกิริยาหลอมนิวเคลียส (ฟิวชัน)ของพระอาทิตย์สามารถเปลี่ยนแปลงไฮโดรเจนอะตอมจำนวน600ล้านตันให้เปลี่ยนเป็นฮีเลียมแล้วก็เปลี่ยนแปลงสสาร4ล้านตันให้เป็นพลังงานจากปฏิกิริยาดังที่ได้กล่าวผ่านมาแล้วกว่าพลังงานนี้จะหนีออกมาจากแกนพระอาทิตย์มาสู่ผิวได้จำต้องใช้เวลานานราว10,000ถึง170,000ปีในอีกราว5พันล้านปีด้านหน้าเมื่อปฏิกิริยาฟิวชันไฮโดรเจนในแก่นของพระอาทิตย์น้อยลงถึงจุดที่ไม่อยู่ในดุลยภาพน้ำสถิตถัดไปแก่นของดวงตะวันจะมีความหนาแน่นและก็อุณหภูมิมากขึ้นส่วนชั้นนอกของพระอาทิตย์จะขยายออกกระทั่งท้ายที่สุดเป็นดาวยักษ์แดง มีการคำนวณว่าพระอาทิตย์จะใหญ่พอกลืนวงโคจรเดี๋ยวนี้ของดาวพุธแล้วก็ดาวศุกร์ รวมทั้งทำให้โลกอาศัยอยู่มิได้

มนุษย์รู้จุดสำคัญของพระอาทิตย์ที่มีโลกมาตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์แล้วก็บางวัฒนธรรมถือดวงตะวันเป็นเทพเจ้า การหมุนของโลกรวมทั้งเส้นทางโคจรรอบพระอาทิตย์ของโลกเป็นพื้นฐานของปฏิทินสุริยคติซึ่งเป็นปฏิทินที่ใช้กันแพร่หลายในตอนนี้

ภาพรวมเกี่ยวกับดวงอาทิตย์

ดวงตะวันจัดเป็นดาวฤกษ์รุ่นที่3ซึ่งคาดการณ์กันว่าก่อตัวขึ้นโดยอิทธิพลของมหานวดาราที่อยู่ใกล้ๆ 4 เพราะว่ามีการศึกษาและทำการค้นพบธาตุหนักดังเช่น ทองและก็ยูเรเนียมในจำนวนมากซึ่งธาตุกลุ่มนี้อาจจะเกิดขึ้นเนื่องมาจากปฏิกิริยาปรมาณูจำพวกดูดความร้อนในเวลาที่กำเนิดมหานวดาราหรือการดูดซึมซับนิวตรอนในดาวฤกษ์รุ่นลำดับที่สองซึ่งมีมวลมากมาย

ปัจจุบันและอนาคตของดวงอาทิตย์

ตามการเล่าเรียนแบบจำลองคอมพิวเตอร์เกี่ยวกับวัฏจักรดาวฤกษ์นักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่าพระอาทิตย์แก่ราว5,000ล้านปี5 เดี๋ยวนี้พระอาทิตย์กำลังอยู่ในลำดับหลักกระทำหลอมไฮโดรเจนให้เป็นฮีเลียมโดยทุกๆวินาทีมวลสารของดวงตะวันมากยิ่งกว่า4ล้านตันถูกกลายเป็นพลังงานพระอาทิตย์ใช้เวลาคร่าวๆ1หมื่นล้านปีสำหรับในการยังอยู่ในลำดับหลัก

เมื่อไฮโดรเจนซึ่งเป็นเชื้อเพลิงของดวงตะวันหมดลงวาระสุดท้ายของพระอาทิตย์ก็มาถึง(เป็นการพ้นไปจากลำดับหลัก)โดยดวงตะวันจะเริ่มเจอกับตอนจบเป็นการแปรเปลี่ยนไปเป็นดาวยักษ์แดงข้างใน4-5พันล้านปีเปลือกนอกของพระอาทิตย์ขยายตัวออกไปส่วนแกนนั้นยุบลงและก็ร้อนขึ้นสลับกับเย็นลงมีการหลอมฮีเลียมเป็นคาร์บอนและก็ออกสิเจนที่อุณหภูมิราว100ล้านเคลวินจากเหตุการณ์ข้างต้นดูราวกับว่าพระอาทิตย์จะกลืนรับประทานโลกให้หลอมลงไปกลมกลืนแม้กระนั้นจากรายงานศึกษาค้นคว้าฉบับหนึ่ง6ได้ศึกษาเล่าเรียนพบว่าเส้นทางโคจรของโลกจะตีจากพระอาทิตย์เนื่องจากว่ามวลของพระอาทิตย์ได้สูญเสียไปจนกระทั่งแรงดึงดูดระหว่างมวลมีค่าลดน้อยลงแต่ว่าแต่กระนั้นน้ำทะเลก็ถูกความร้อนจากดวงตะวันเผาผลาญกระทั่งระเหยสิ้นไปในอวกาศแล้วก็บรรยากาศโลกก็สูญหายไปกระทั่งไม่เอื้อแก่ชีวิตถัดมาได้มีการศึกษาและทำการค้นพบว่าดวงตะวันนั้นจะสว่างขึ้น10 เปอร์เซนต์ทุกๆ1000ล้านปีถึงในเวลานั้นโลกก็ไม่สามารถที่จะเอื้อต่อสิ่งมีชีวิตไปก่อนแล้วเวลาของสิ่งมีชีวิตบนโลกก็เลยเหลือเพียง500ล้านปีเพียงแค่นั้น

แผนภาพชีวิตพระอาทิตย์

ภายหลังที่ดวงตะวันได้ผ่านภาวะการเป็นดาวยักษ์แดงแล้วอุณหภูมิจากปฏิกิริยาการรวมฮีเลียมที่เพิ่มสลับกับลงด้านในแกนก็จะเป็นตัวการให้ผิวดวงตะวันข้างนอกผละตัวออกมาจากแกนกำเนิดเป็นเนบิวลาดาวนพเคราะห์ แล้วหายไปในความมืดมนมิดของอวกาศแล้วก็เป็นอุปกรณ์สำหรับสร้างดาวฤกษ์แล้วก็ระบบสุริยะรุ่นต่อไปส่วนแกนที่เหลืออยู่ก็จะเปลี่ยนเป็นดาวเล็กแกร็นขาวที่ร้อนมากและก็มีแสงจางมากมายก่อนที่จะดับลงเปลี่ยนเป็นดาวเล็กแกร็นดำ จากทั้งปวงที่กล่าวมานี้เป็นชีวิตของดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยถึงปานกลาง67

โครงสร้าง

ดวงตะวันเป็นวัตถุที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะมีมวลคิดเป็นปริมาณร้อยละ99ของระบบสุริยะพระอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่มีทรงแทบเป็นทรงกลมโดยมีความแบนที่ขั้วเพียงแค่หนึ่งในเก้าล้าน8 ซึ่งแปลว่าความไม่เหมือนของเส้นผ่าศูนย์กลางที่ขั้วกับเส้นผ่าศูนย์กลางที่เส้นอีเควเตอร์มีเพียงแต่10กิโลจากการที่พระอาทิตย์มีเฉพาะส่วนที่เป็นพลาสมาไม่มีส่วนที่เป็นของแข็งทำให้อัตราความเร็วของการหมุนรอบกายเองในแต่ละส่วนมีความไม่เหมือนกันดังเช่นว่าที่เส้นอีเควเตอร์จะหมุนเร็วกว่าที่ขั้วที่เส้นอีเควเตอร์ของพระอาทิตย์มีคาบการหมุนรอบข้างเอง25วันส่วนที่ขั้วมีคาบ35วันแต่ว่าเมื่อพินิจบนโลกแล้วจะพบว่าคาบของการหมุนรอบข้างเองที่เส้นอีเควเตอร์ของดวงตะวันเป็น28วัน

พระอาทิตย์มีความหนาแน่นสูงที่สุดรอบๆแกนซึ่งเป็นแหล่งผลิตพลังงานรวมทั้งมีค่าลดน้อยลงเกือบจะเป็นรูปเอ็กโพเนนเชียลตามระยะทางที่ห่างออกมาจากแกนและก็หากว่าด้านในพระอาทิตย์นั้นจะไม่สามารถที่จะแลเห็นได้แต่ว่านักวิทยาศาสตร์ก็สามารถศึกษาเล่าเรียนข้างในได้ผ่านทางการใช้คลื่นกระเทือนในพระอาทิตย์

แกน

ส่วนแกนของพระอาทิตย์คาดคะเนว่ามีรัศมีเป็น0.2เท่าของรัศมีดวงตะวันความหนาแน่นราวๆ150,000กก.ต่อลูกบาศก์เมตรหรือ150เท่าของความหนาแน่นของน้ำบนโลกอุณหภูมิราวๆ13,600,000เคลวินชั่วชีวิตส่วนมากของพระอาทิตย์ข้างในแกนจะมีปฏิกิริยาฟิวชันลูกโซ่โปรตอน-โปรตอนซึ่งเปลี่ยนแปลงไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมพลังงานที่ได้นี้ทำให้ที่เหลือของพระอาทิตย์สุกสว่างแล้วก็ส่องแสง

ทุกๆวินาทีจะมีนิวเคลียสของไฮโดรเจน3.4×1038 ตัวถูกดัดแปลงเป็นฮีเลียมผลิตพลังงานได้383×1024 จูลหรือเทียบเคียงได้กับดักระเบิดสามไนโตรโทลูอีน (TNT)ถึง9.15×1019โลพลังงานจากแกนของดวงตะวันใช้เวลานานมากมายสำหรับการขึ้นสู่ผิวเป็นอย่างมากเป็น50ล้านปี9 อย่างต่ำเป็น17,000ปี10เนื่องจากว่าโฟตอนพลังงานสูง(รังสีเอกซ์รวมทั้งรังสีแกมมา)ถูกกลืนไปในพลาสมาแล้วเปล่งแสงพลังงานออกมาสลับกันเรื่อยทุกๆระยะไม่กี่มม.

เขตแผ่รังสีความร้อน

ภาพอธิบายองค์ประกอบของดวงตะวัน

ในส่วนของเขตแผ่รังสีความร้อน (radiation zone)ซึ่งอยู่ในตอน0.2ถึง0.7ส่วนของรัศมีดวงตะวันในชั้นนี้ไม่มีการนำความร้อน (convection)เนื่องจากว่าอัตราความต่างของอุณหภูมิเทียบกับระยะความสูงน้อยกว่าอัตราการเปลี่ยนอุณหภูมิตามความสูงแบบอะเดียกางตำหนิก (adiabatic lapse rate)พลังงานในส่วนนี้ถูกนำออกมาข้างนอกช้ามากมายตามที่ได้กล่าวไว้ก่อนแล้ว

เขตพาความร้อน

ในส่วนของเขตพาความร้อน(convection zone)ซึ่งอยู่รอบๆเปลือกนอกที่เหลือเป็นส่วนที่พลังงานถูกระบายผ่านแท่งความร้อน(heat column)โดยเนื้อสารที่ร้อนแล้วก็มีพลังงานเริ่มจากข้างล่างแล้วไหลขึ้นข้างบนจนกระทั่งผิวแล้วหลังจากนั้นระบายความร้อนรวมทั้งกลับลงไปใหม่แท่งความร้อนสามารถพินิจได้จาก“เกล็ด”บนรูปผิวดวงตะวัน

โฟโตสเฟียร์

ในส่วนของโฟโตสเฟียร์ (photosphere)มีความหมายว่าทรงกลมที่แสงสว่างซึ่งเป็นส่วนที่พวกเราแลเห็นดวงตะวันแสงไฟที่ส่งแสงในดวงตะวันนั้นเป็นผลมาจากอิเล็คตรอนชนกับอะตอมไฮโดรเจนกำเนิดเป็นH1112 เหนือชั้นนี้แสงแดดก็จะถูกปล่อยออกมาแล้วก็มีอุณหภูมิลดน้อยลงตามความสูงที่มากขึ้นกระทั่งทำให้มองเห็นรอยมัวตรงขอบพระอาทิตย์ในรูปภาพถ่าย(ดังรูปถ่ายข้างบน)

บรรยากาศ

บรรยากาศของดวงตะวันมี3ชั้นดังเช่นว่า ชั้นอุณหภูมิต่ำสุด(temperature minimum) วัวรโมสเฟียร์ (chromosphere)เขตเปลี่ยนแปลงผ่าน(transition region) วัวโรที่นา (corona)และก็เฮลิโอสเฟียร์ (heliosphere) เป็นลำดับจากต่ำไปสูง

ชั้นแรกชั้นอุณหภูมิต่ำสุดมีอุณหภูมิโดยประมาณ4,000 เคลวิน แล้วก็ครึ้ม500กิโลชั้นต่อไปเป็นวัวรโมสเฟียร์ซึ่งมีความหมายว่ารงคมณฑลหรือทรงกลมที่สีเหตุที่เรียกชื่อนี้ก็เนื่องจากมองเห็นเป็นแสงสีแวบขณะกำเนิดสุริยคราสชั้นนี้ครึ้ม2,000กม.ชั้นถัดไปเป็นเขตเปลี่ยนแปลงผ่านซึ่งอุณหภูมิบางทีอาจติดลบถึงล้านเคลวินและก็ยิ่งต่ำขึ้นไปอีกในชั้นวัวโรทุ่งนาทำให้สิ่งนี้คือปัญหาคาใจนักวิทยาศาสตร์ซึ่งก็คาดคะเนว่าอาจเป็นเพราะเนื่องจากการต่อเชื่อมทางแม่เหล็ก(magnetic connection)ชั้นที่เหลือชั้นในที่สุดเป็นเฮลิโอสเฟียร์หรือดวงตะวันเป็นชั้นที่อำนาจของลมสุริยะสามารถไปถึงซึ่งอาจมากกว่า20 หน่วยดาราศาสตร์ (20เท่าของระยะทางจากโลกถึงดเว้นวงอาทิตย์)