الشمس

الشمس
الشمس نجم صغير جداً مقارنة بنجوم من مجرات اخرى

ماهي الشمس؟

إن الشمس هي إحدى النجوم، كرة عملاقة من الغاز الحار، تدور حول نفسِها. الشمس كالنجوم الأخرى التي تراها في سماء الليل. تظهر لنا الشمس بحجمٍ أكبر وسطوعٍ أشد من النجوم الأخرى لمقربتنا الشديدة مِنها. إن الشمس هي مركز مجموعتِنا الشمسية ويحتوي على معظم الكتلة الموجودة في المجموعة الشمسية. تدور كل كواكب المجموعة الشمسية، بما في ذلك الأرض، حول الشمس.

هل الشمس أكبر النجوم؟

بالرغم من أن الشمس تظهر لنا وكأنها أكبر من أي نجمةٍ أخرى، إلا أن هناك العديد من النجوم التي هي أكبر مِنها بكثير. تظهر الشمس بهذا الحجم الكبير مقارنة ببقية النجوم لأنها أقرب إلينا من كل النجوم الأخرى. إن الشمس ما هي إلا نجمة متوسطة الحجم فحسب. مثالاً على نجومٍ أكبر، توجد أدناه قائمة بأسماء بعض أكبر النجوم في مجرتِنا، ومقارنتها بحجم الشمس:

    • ميو سيفياي (Mu Cephi) – أكبر بـ 1500 مرة من الشمس
    • منكب الجوزاء (بيتل جووس) (Betelgeuse) – أكبر بـ 900 مرة من الشمس

 

  • أنتاريس (Antares) – أكبر بـ 530 مرة من الشمس

 

  • دينيب (Deneb) – أكبر بـ 145 مرة من الشمس

كم يبلغ حجم الشمس بالمقارنة مع حجم الأرض؟

مقارنةً بالأرض، الشمس هائلة الحجم! تحتوي على 99.86% من مجموع كتلة النظام الشمسي بأكملِه. يبلغ قطر الشمس 864,400 ميلاً (1,391,000 كيلومتراً)، الأمر الذي يجعل قطرها أكبر بـ 109 مرة من قطر الأرض. تزِن الشمس 333,000 مرةٍ ضعف وزن الأرض. إن الشمس ضخمةٌ إلى درجة أنها تسع لـ 1,300,000 كوكبٍ بنفس حجم كوكب الأرض في داخِلها. إن حجم الأرض مساوٍ لحجم بقعةٍ شمسيةٍ متوسطة الحجم!

ما هي مكونات الشمس؟

إن الشمس هي كرة غازية متوهجة، حارة وعملاقة. معظم غاز الشمس هو الهيدروجين (بما يقارب 70%) والهيليوم (بما يقارب 28%). يشكل الكاربون، النيتروجين والأوكسجين نسبة تبلغ 1.5% وتتكون نسبة الـ 0.5% المتبقية من كمياتٍ ضئيلة من عناصر أخرى عديدة كالنيون، الحديد، السيليكون، والمغنيسيوم والكبريت. تسطع الشمس بسبب قيامِها بتحويل الهايدروجين إلى هيليوم عن طريق عملية الإنصهار النووي في لُبِّها ذي الحرارة الشديدة. يعني هذا أنه وبمضي الوقت، يقل مخزون الشمس من الهيدروجين وتزداد كمية الهيليوم.

ما مدى حرارة الشمس؟

تبلغ درجة الحرارة السطحية للشمس ما يقارب 10,000 درجة فهرنهايت (5,600 سيليزية). ترتفع درجة الحرارة عن درجة حرارة السطح كلما غُصنا أكثر في أعماق الشمس نحو المركز شديد الحرارة، حيث تبلغ درجة الحرارة هناك 27,000,000 درجة فهرنهايت (15,000,000 درجة سيليزية). على المنوال نفسِه، ترتفع درجة حرارة الشمس عن درجة الحرارة السطحية كلما اتجهنا للأعلى، صوب الغلاف الجوي الشمسي. تبلغ الحرارة في الطبقة العليا من الغلاف الجوي الشمسي، والمسماة بالإكليل (Corona)، ملايين الدرجات. إن الإكليل هي هالة الضوء الساطعة التي من الممكن رؤيتُها خلال كسوف الشمس الكلي.

كم تبعُد الشمس عنّا؟

تبعد الشمس عنا في الأرض مسافةً يبلغ متوسطها 93,000,000 ميلاً (150 مليون كيلومتراً). إن الشمس بعيدة عنّا لدرجة أن الضوء القادم من الشمس بسرعة 186,000 ميل (300,000 كيلومتر) في الثانية، يستغرق حوالي 8 دقائق لكي يصلنا. كبقية الكواكب في مجموعتِنا الشمسية، لاتدور الأرض حول الشمس في مدارٍ دائري مثالي، بل تدور في مدارٍ بيضوي، كحلقةٍ مسحوبة من طرف، وتتمركز الشمس بالقرب من مركز هذا المدار. الأمر الذي يعني بأن المسافة بين الشمس والأرض تتغير خلال السنة الواحدة. ففي أقرب نقطة للأرض في مدارها، عن الشمس، تبعد الشمس عنا 91.4 مليون ميلاً (147.1 مليون كم). أما في أبعد نقطة للأرض في مدارِه، عن الشمس، تبلغ المسافة بيننا والشمس 94.5 مليون ميلاً (152.1 مليون كم). عندما يكون الفصل في النصف الشمالي من الأرض شِتاءاً، يكون الأرض في أقرب نقطةٍ له عن الشمس.

لماذا الشمس كروية؟

يكمن السبب في كروية الشمس ومعظم الأجسام الكبيرة في الفضاء كالنجوم، الكواكب، والأقمار الكبيرة في أنها تكوّنت وانهارت تحت قوة الجاذبية الخاصة بِها. بدأ نِظامنا الشمسي على شكل سحابة غازٍ وغبارٍ عملاقةٍ دوّارة، انهارت ببطءٍ تحت قوة الجاذبية الخاصة بِها. بينما كانت هذِه السحابة تنهار، إزداد دورانها (مثلما يحصل عندما يقوم متزلجٌ على الجليد بالدوران حول نفسِه بسرعة، ويقوم بضمِّ ذراعيه إلى جسدِه). تكوّمت غالبية المادة في مركز هذِه السحابة وكوّنت في النهاية الشمس. بينما تنهار المادة على نفسِها، أكثر الأشكال طبيعيةً وكفاءةً للتكوّن هو الكرة. كما وتمتلك الجاذبية أيضاً تأثيرها من خلال محاولتِها سحب المادة إلى المركز الكتلي للجسم. نتيجةً لتأثير الدوران، فإن الشمس ليست كروية بشكلٍ مثالي، بل هي منتفخةٌ قليلاً في منطقة خط الاستواء.

لِمَ تمتلك الشمس بقعاً شمسية؟

تمتلك الشمس حقلاً مغناطيسياً ينحني داخلها بينما تدور. توجد مناطق على الشمس يخرج منها المجال المغناطيسي هذا من تحت سطح الشمس وينكزُه، مِما يخلق البُقع الشمسية. إن البقع الشمسية هي بقع مغناطيسية وغالباً ما تمتلك قطباً شمالياً وآخر جنوبياً، مثل المغناطيس. تظهر هذِه البقع وتختفي على سطح الشمس وتتراوح مدة بقائها بين عدة أيام وعدة أسابيع.

 

كم يبلغ حجم البقع الشمسية؟

إن حجم بقعة شمسية متوسطة يناهز حجم كوكب الأرض بأكملِه! بالرغم من ذلك، تأتي البقع الشمسية بأقطارٍ مختلفة، يتراوح مداها بين المئات وعشرات الآلاف من الأميال (أكبر بعدة مراتٍ من الأرض). يقوم العلماء بقياس الحجم (المساحة) الكلية لكل البقع الشمسية المرئية على الشمس، كل يوم، للحصول على فكرةٍ عن مدى نشاط الشمس. البقع الشمسية مؤقتة. تظهر على سطح الشمس وتختفي.

لماذا تكون البقع الشمسية داكنةً أكثر من بقية أنحاء الشمس؟

تبدو البقع الشمسية داكنةً (في الضوء المرئي) لأنها أبرد بكثير من بقية أنحاء سطح الشمس. بالرغم من أنها تبدو داكنة، هي في الوقت نفسِه شديدة الحرارة. تبلغ درجة حرارة البقع الشمسية ما يقارب 6,300 درجة فهرنهايت (~3,500 درجة سيليزية)، بينما تبلغ درجة حرارة الأجزاء المجاورة لها على الشمس 10,000 درجة فهرنهايت (5,500 درجة سيليزية). لو وُجِدت بقعة شمسية لوحدِها في الفضاء، لَسَطعت بشدة.

ماذا يحصل خلال كسوف الشمس؟

يحدث كسوف الشمس عِندما يتموضع القمر أمام الشمس، بالنسبة لمن يرى الأمر من على سطح الأرض. خلال كسوف الشمس، يصبح اليوم أعتم وأعتم، وذلك بينما يقوم القمر بتغطية الشمس تدريجياً. خلال الكسوف الكلي، يقوم القمر بتغطية الشمس كلياً لبضع دقائق ويصبح اليوم شديد الظلمة. كما وتنخفض درجة الحرارة في الخارج أيضاً.

 

كيف تسطع الشمس؟

تسطع الشمس عن طريق تحويل الهيدروجين إلى هيليوم في لُبِ الشمس. يطلق على هذِه العملية بالإنصهار النووي. يحدث الإنصهار النووي عندما يتم دمج العناصر الأخف مع بعضِها لكي تكوّن عناصِر أثقل. عندما يحدث هذا، يتم خلق كمياتٍ هائِلة من الطاقة. إكتشف العالم المشهور ألبرت آينشتاين معادلةً تُظهر كمية الطاقة التي مِن الممكن خلقُها من كمية صغيرةٍ من الكتلة. قد تكون رأيت أو سمعت بهذِه المعادلة المشهورةِ من قبل E = mc2. يرمز حرف E إلى الطاقة (Energy)، m إلى الكتلة (mass)، و c إلى سرعة الضوء. تبلغ سرعة الضوء 186,000 ميلاً أو 300,000 كيلومتراً في الثانية الواحِدة. لِذا بإمكانِك أن ترى أنه بالإمكان تحويل كميةٍ صغيرةٍ من المادة إلى كمية هائلةٍ من الطاقة. من الممكن حدوث هذا الأمر فقط في الأماكن ذي درجة الحرارة والضغط الشديدين جداً. في مركز الشمس، تصِل درجات الحرارة إلى 16 مليون درجة كلفن، ويصل الضغط إلى أكثر من بليون مرة أكثر من الضغط الجوي للأرض! تقوم الشمس بتحويل 5 مليون طن من الكتلة إلى طاقة كل ثانية. تقوم درجة الحرارة هذِه بتسخين الشمس، وبالمقابل، تقوم الشمس بتسخين الأرض وجميع الكواكب الأخرى.

منذ متى بدأت الشمس بالسطوع؟

إن الشمس تسطع منذ حوالي 4.6 بليون سنة، وستستمر بالسطوع لحوالي 5 بليون سنةٍ آخرى.

هل ستتوقف الشمس يوماً ما عن السطوع؟

أجل، لكن ليس قبل أن يمضي وقتٌ طويلٌ جداً. تسطع النجوم بسبب تكوينِها لكميةٍ ضخمةٍ من الطاقة في مراكزِها عن طريق عملية تدعى بالإنصهار النووي. يحدث الإنصهار النووي عندما يتم دمج العناصر الأخف كالهيدروجين إلى عناصر أثقل كالهيليوم. بعد حوالي 5 بليون سنة، سينفذ الهيدروجين في لب الشمس ولن تمتلِك الشمس مزيداً من الوقود للاستمرار بعملية الإنصهار النووي. لِذا، بعد حوالي 5 بليون سنة، ستتوقف الشمس عن السطوع.

هل تدور الشمس حول نفسِها؟

أجل، تغزُل أو تدور الشمس حول نفسِها. ولأن الشمس كرةٌ غازية، فإنها لاتدور كجسمٍ صلب. في الحقيقة، تدور الشمس أسرع في منطقة الاستواء من منطقتي القطبين. تدور الشمس حول نفسِها مرةً واحِدةً كل 24 يوماً عند منطقة الاستواء، لكنها تدور مرةً واحدةً كل 35 يوماً عند القطبين. نعلم هذا الأمر عن طريق مراقبة حركة البقع الشمسية وخصائص شمسية متحركة أخرى على سطح الشمس. تدور الكواكب الغازية العملاقة كالمشتري، زحل، أورانوس، ونبتون أسرع في مناطقِها الإستوائية من المناطق القطبية لها.

هل تتحرك الشمس في الفضاء؟

أجل، تتحرك الشمس بالفعل في الفضاء. تدور الشمس والمجموعة الشمسية بأكملِها حول مركز مجرتِنا – درب التبانة.

المصدر:
http://coolcosmos.ipac.caltech.edu/asks

عدد القراءات (236)

التعليقات

التعليقات

About Ziyad Abdullah 55 Articles
من دهوك، العراق. الاول في الدراسة على قسمه في معهد المساحة ويدرس الان هندسة الطرق والجسور في جامعة البوليتكنيك في دهوك. شديد الشغف بالفيزياء وكل ما يتعلق بالفضاء.

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*