บทความเรื่องดวงอาทิตย์

บทความเรื่องดวงอาทิตย์

จากวิกิพีเดียสารานุกรมเสรี

พระอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ ณศูนย์กลางระบบสุริยะ เป็นพลาสมาร้อนทรงเกือบจะกลมบริบูรณ์โดยมีการเคลื่อนพาซึ่งผลิตสนามไฟฟ้าผ่านกรรมวิธีไดนาโมตอนนี้เป็นแหล่งพลังงานสำคัญที่สุดสำหรับสิ่งมีชีวิตบนโลกมีเส้นผ่าศูนย์กลางโดยประมาณ1.39ล้านกม.ใหญ่มากยิ่งกว่าโลก109เท่าและก็มีมวลโดยประมาณ330,000เท่าของโลกคิดเป็นราวๆจำนวนร้อยละ99.86ของมวลทั้งผองของระบบสุริยะมวลราวๆสามในสี่ของดวงตะวันเป็นไฮโดรเจนที่เหลือเป็นฮีเลียมเป็นหลักโดยมีจำนวนธาตุหนักกว่าน้อยและออกสิเจนคาร์บอนนีออนแล้วก็เหล็ก

พระอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ลำดับหลักระดับจี (G2V)ตามการแบ่งประเภทดาวฤกษ์ตามระดับสเปกตรัม โดยมักถูกเรียกอย่างไม่เป็นทางการว่า”ดาวเล็กแกร็นเหลือง”ดวงตะวันก่อตัวขึ้นเมื่อโดยประมาณ4.6พันล้านปีกลายจากการยุบของแรงโน้มถ่วง (gravitational collapse)ของสสารด้านในรอบๆกรุ๊ปก้อนเมฆโมเลกุลขนาดใหญ่สสารนี้จำนวนมากรวมอัดแน่นอยู่ที่ศูนย์กลางที่เหลือบีบตัวลงลงเป็นแผ่นโคจรซึ่งเปลี่ยนมาเป็นระบบสุริยะมวลจุดศูนย์กลางร้อนแล้วก็หนาแน่นมากมายกระทั่งเริ่มเกิดปฏิกิริยาปรมาณูฟิวชั่น ณแก่นดาวซึ่งมั่นใจว่าเป็นกรรมวิธีการกำเนิดดาวฤกษ์ส่วนมาก

ดวงตะวันแก่มาได้ราวครึ่งอายุขัยแล้วไม่มีความเคลื่อนไหวมากสักเท่าไรนักตรงเวลากว่า4พันล้านปีมาแล้วแล้วก็คาดว่าจะอยู่ในสภาวะออกจะเสถียรไปแบบนี้อีก5พันล้านปีในแต่ละวินาทีปฏิกิริยาหลอมนิวเคลียส (ฟิวชัน)ของพระอาทิตย์สามารถแปลงไฮโดรเจนอะตอมจำนวน600ล้านตันให้เปลี่ยนเป็นฮีเลียมและก็เปลี่ยนแปลงสสาร4ล้านตันให้เป็นพลังงานจากปฏิกิริยาดังที่กล่าวถึงแล้วกว่าพลังงานนี้จะหนีออกมาจากแกนพระอาทิตย์มาสู่ผิวได้จำต้องใช้เวลานานราว10,000ถึง170,000ปีในอีกราว5พันล้านปีด้านหน้าเมื่อปฏิกิริยาฟิวชันไฮโดรเจนในแก่นของพระอาทิตย์น้อยลงถึงจุดที่ไม่อยู่ในดุลยภาพน้ำสถิตถัดไปแก่นของพระอาทิตย์จะมีความหนาแน่นรวมทั้งอุณหภูมิมากขึ้นส่วนชั้นนอกของดวงตะวันจะขยายออกจนกระทั่งในที่สุดเป็นดาวยักษ์แดง มีการคำนวณว่าพระอาทิตย์จะใหญ่พอกลืนวงโคจรปัจจุบันนี้ของดาวพุธรวมทั้งดาวศุกร์ และก็ทำให้โลกอาศัยอยู่มิได้

มนุษย์รู้จุดสำคัญของดวงตะวันที่มีโลกมาตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์รวมทั้งบางวัฒนธรรมถือพระอาทิตย์เป็นทวยเทพเทวดา การหมุนของโลกและก็เส้นทางโคจรรอบพระอาทิตย์ของโลกเป็นฐานรากของปฏิทินสุริยคติซึ่งเป็นปฏิทินที่ใช้กันแพร่หลายในตอนนี้

ภาพรวมเกี่ยวกับดวงอาทิตย์

พระอาทิตย์จัดเป็นดาวฤกษ์รุ่นที่3ซึ่งคาดการณ์กันว่าก่อตัวขึ้นโดยอิทธิพลของมหานวดาราที่อยู่ใกล้ๆ 4 เพราะว่ามีการศึกษาและทำการค้นพบธาตุหนักเป็นต้นว่า ทองและก็ยูเรเนียมในจำนวนมากซึ่งธาตุกลุ่มนี้อาจจะเกิดขึ้นเนื่องมาจากปฏิกิริยาปรมาณูประเภทดูดความร้อนเวลาที่กำเนิดมหานวดาราหรือการดูดซึมซับนิวตรอนในดาวฤกษ์รุ่นลำดับที่สองซึ่งมีมวลมากมาย

ปัจจุบันและอนาคตของดวงอาทิตย์

ตามการศึกษาเล่าเรียนแบบจำลองคอมพิวเตอร์กล่าวถึงวัฏจักรดาวฤกษ์นักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่าพระอาทิตย์แก่ราวๆ5,000ล้านปี5 เดี๋ยวนี้ดวงตะวันกำลังอยู่ในลำดับหลักทำหลอมไฮโดรเจนให้เป็นฮีเลียมโดยทุกๆวินาทีมวลสารของพระอาทิตย์มากยิ่งกว่า4ล้านตันถูกกลายเป็นพลังงานพระอาทิตย์ใช้เวลาคร่าวๆ1หมื่นล้านปีสำหรับการยังอยู่ในลำดับหลัก

เมื่อไฮโดรเจนซึ่งเป็นเชื้อเพลิงของดวงตะวันหมดลงวาระสุดท้ายของพระอาทิตย์ก็มาถึง(เป็นการพ้นไปจากลำดับหลัก)โดยพระอาทิตย์จะเริ่มเจอกับวาระสุดท้ายเป็นการแปรเปลี่ยนไปเป็นดาวยักษ์แดงข้างใน4-5พันล้านปีเปลือกนอกของดวงตะวันขยายตัวออกไปส่วนแกนนั้นยุบลงแล้วก็ร้อนขึ้นสลับกับเย็นลงมีการหลอมฮีเลียมเป็นคาร์บอนแล้วก็ออกสิเจนที่อุณหภูมิราว100ล้านเคลวินจากเหตุการณ์ข้างต้นดูท่าดวงตะวันจะกลืนรับประทานโลกให้หลอมลงไปกลมกลืนแม้กระนั้นจากรายงานศึกษาค้นคว้าฉบับหนึ่ง6ได้เรียนรู้พบว่าเส้นทางโคจรของโลกจะตีจากดวงตะวันเพราะว่ามวลของดวงตะวันได้สูญเสียไปจนถึงแรงดึงดูดระหว่างมวลมีค่าลดน้อยลงแต่ว่าแม้กระนั้นน้ำทะเลก็ถูกความร้อนจากดวงตะวันเผาผลาญกระทั่งระเหยสิ้นไปในอวกาศรวมทั้งบรรยากาศโลกก็หายไปจนกระทั่งไม่เอื้อแก่ชีวิตถัดมาได้มีการศึกษาและทำการค้นพบว่าดวงตะวันนั้นจะสว่างขึ้น10 เปอร์เซนต์ทุกๆ1000ล้านปีถึงในตอนนั้นโลกก็ไม่สามารถเอื้อต่อสิ่งมีชีวิตไปก่อนแล้วเวลาของสิ่งมีชีวิตบนโลกก็เลยเหลือเพียง500ล้านปีเพียงแค่นั้น

แผนภาพชีวิตดวงตะวัน

ภายหลังที่พระอาทิตย์ได้ผ่านภาวะการเป็นดาวยักษ์แดงแล้วอุณหภูมิจากปฏิกิริยาการรวมฮีเลียมที่เพิ่มสลับกับลงข้างในแกนก็จะเป็นตัวการให้ผิวพระอาทิตย์ภายนอกผละตัวออกมาจากแกนกำเนิดเป็นเนบิวลาดาวพระเคราะห์ แล้วหายไปในความมืดดำมิดของอวกาศรวมทั้งเป็นสิ่งของสำหรับสร้างดาวฤกษ์รวมทั้งระบบสุริยะรุ่นต่อไปส่วนแกนที่เหลืออยู่ก็จะเปลี่ยนเป็นดาวแคระแกร็นขาวที่ร้อนมากและก็มีแสงจางมากมายก่อนที่จะดับลงแปลงเป็นดาวเล็กแกร็นดำ จากทั้งสิ้นที่กล่าวมานี้เป็นชีวิตของดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยถึงปานกลาง67

โครงสร้าง

ดวงตะวันเป็นวัตถุที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะมีมวลคิดเป็นปริมาณร้อยละ99ของระบบสุริยะพระอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่มีทรงแทบเป็นทรงกลมโดยมีความแบนที่ขั้วเพียงแค่หนึ่งในเก้าล้าน8 ซึ่งแสดงว่าไม่เหมือนกันของเส้นผ่าศูนย์กลางที่ขั้วกับเส้นผ่าศูนย์กลางที่เส้นอีเควเตอร์มีเพียงแค่10กม.จากการที่พระอาทิตย์มีเฉพาะส่วนที่เป็นพลาสมาไม่มีส่วนที่เป็นของแข็งทำให้อัตราความเร็วของการหมุนรอบข้างเองในแต่ละส่วนมีความแตกต่างกันดังเช่นว่าที่เส้นอีเควเตอร์จะหมุนเร็วกว่าที่ขั้วที่เส้นอีเควเตอร์ของพระอาทิตย์มีคาบการหมุนรอบกายเอง25วันส่วนที่ขั้วมีคาบ35วันแต่ว่าเมื่อพินิจบนโลกแล้วจะพบว่าคาบของการหมุนรอบกายเองที่เส้นอีเควเตอร์ของดวงตะวันเป็น28วัน

พระอาทิตย์มีความหนาแน่นสูงที่สุดรอบๆแกนซึ่งเป็นแหล่งผลิตพลังงานและก็มีค่าลดลงเกือบจะเป็นรูปเอ็กโพเนนเชียลตามระยะทางที่ห่างออกมาจากแกนแล้วก็ถึงแม้ข้างในดวงตะวันนั้นจะไม่สามารถที่จะแลเห็นได้แต่ว่านักวิทยาศาสตร์ก็สามารถเรียนข้างในได้ผ่านทางการใช้คลื่นสั่นสะเทือนในพระอาทิตย์

แกน

ส่วนแกนของพระอาทิตย์คาดการณ์ว่ามีรัศมีเป็น0.2เท่าของรัศมีดวงตะวันความหนาแน่นราวๆ150,000กก.ต่อลูกบาศก์เมตรหรือ150เท่าของความหนาแน่นของน้ำบนโลกอุณหภูมิราวๆ13,600,000เคลวินตลอดชาติส่วนมากของดวงตะวันข้างในแกนจะมีปฏิกิริยาฟิวชันลูกโซ่โปรตอน-โปรตอนซึ่งเปลี่ยนแปลงไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมพลังงานที่ได้นี้ทำให้ที่เหลือของพระอาทิตย์สุกสว่างรวมทั้งส่องแสง

ทุกๆวินาทีจะมีนิวเคลียสของไฮโดรเจน3.4×1038 ตัวถูกดัดแปลงเป็นฮีเลียมผลิตพลังงานได้383×1024 จูลหรือเปรียบเทียบได้กับดักระเบิดตรีไนโตรโทลูอีน (TNT)ถึง9.15×1019กก.พลังงานจากแกนของพระอาทิตย์ใช้เวลานานมากมายสำหรับในการขึ้นสู่ผิวอย่างยิ่งเป็น50ล้านปี9 ขั้นต่ำเป็น17,000ปี10เนื่องจากโฟตอนพลังงานสูง(รังสีเอกซ์แล้วก็รังสีแกมมา)ถูกดูดไปในพลาสมาแล้วส่องแสงพลังงานออกมาสลับกันเรื่อยทุกๆระยะไม่กี่มม.

เขตแผ่รังสีความร้อน

ภาพอธิบายองค์ประกอบของพระอาทิตย์

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

เขตพาความร้อน

ในส่วนของเขตพาความร้อน(convection zone)ซึ่งอยู่รอบๆเปลือกนอกที่เหลือเป็นส่วนที่พลังงานถูกระบายผ่านแท่งความร้อน(heat column)โดยเนื้อสารที่ร้อนรวมทั้งมีพลังงานเริ่มจากข้างล่างแล้วไหลขึ้นข้างบนจนกระทั่งผิวหลังจากนั้นระบายความร้อนรวมทั้งกลับลงไปใหม่แท่งความร้อนสามารถดูได้จาก“เกล็ด”บนรูปผิวพระอาทิตย์

โฟโตสเฟียร์

ในส่วนของโฟโตสเฟียร์ (photosphere)มีความหมายว่าทรงกลมที่แสงสว่างซึ่งเป็นส่วนที่พวกเราแลเห็นดวงตะวันแสงไฟที่ส่องแสงในพระอาทิตย์นั้นมีเหตุมาจากอิเล็คตรอนชนกับอะตอมไฮโดรเจนกำเนิดเป็นH1112 เหนือชั้นนี้แสงตะวันก็จะถูกปล่อยออกมารวมทั้งมีอุณหภูมิลดน้อยลงตามความสูงที่มากขึ้นกระทั่งทำให้มองเห็นรอยมัวตรงขอบดวงตะวันในรูปภาพถ่าย(ดังรูปถ่ายข้างบน)

บรรยากาศ

บรรยากาศของพระอาทิตย์มี3ชั้นยกตัวอย่างเช่น ชั้นอุณหภูมิต่ำสุด(temperature minimum) วัวรโมสเฟียร์ (chromosphere)เขตเปลี่ยนแปลงผ่าน(transition region) วัวโรท้องนา (corona)แล้วก็เฮลิโอสเฟียร์ (heliosphere) เป็นลำดับจากต่ำไปสูง

ชั้นแรกชั้นอุณหภูมิต่ำสุดมีอุณหภูมิราว4,000 เคลวิน รวมทั้งดก500กม.ชั้นต่อไปเป็นวัวรโมสเฟียร์ซึ่งมีความหมายว่ารงคมณฑลหรือทรงกลมที่สีเหตุที่เรียกชื่อนี้ก็เพราะว่ามองเห็นเป็นแสงสีแวบขณะกำเนิดสุริยเคราะห์ชั้นนี้ดก2,000กิโลชั้นถัดไปเป็นเขตเปลี่ยนแปลงผ่านซึ่งอุณหภูมิบางทีอาจติดลบถึงล้านเคลวินและก็ยิ่งต่ำขึ้นไปอีกในชั้นวัวโรท้องนาทำให้สิ่งนี้คือปัญหาคาใจนักวิทยาศาสตร์ซึ่งก็คาดการณ์ว่าอาจเกิดขึ้นเนื่องจากการต่อเชื่อมทางแม่เหล็ก(magnetic connection)ชั้นที่เหลือชั้นท้ายที่สุดเป็นเฮลิโอสเฟียร์หรือวงตะวันเป็นชั้นที่อำนาจของลมสุริยะสามารถไปถึงซึ่งอาจมากกว่า20 หน่วยดาราศาสตร์ (20เท่าของระยะทางจากโลกถึงดเว้นวงอาทิตย์)