Melihat bintang, yang telah menghangatkan dan menerangi planet kita selama milyaran tahun, beberapa dari kita menyadari bahwa kita memiliki reaktor termonuklir alami yang berfungsi. Perbandingan yang menakutkan dan menakutkan seperti itu dihubungkan dengan sifat Matahari, yang berdasarkan asal-usul dan komposisinya adalah bintang khas galaksi kita. Terlepas dari kenyataan bahwa proses yang terjadi di Matahari, tidak dapat disebut memberi kehidupan, bintang ini membawa kita hidup.
Apa itu matahari?
Mengapa Matahari, bintang yang menyerupai miliaran lainnya di galaksi Bimasakti, sangat tertarik pada ahli astrofisika dan ilmuwan nuklir? Faktanya adalah bahwa ini adalah bintang terdekat dengan kita, berkat itu kita dapat memahami esensi dari proses yang berkecamuk di Semesta dari saat kelahirannya. Setelah mempelajari Matahari, kita akan memahami apa bintang-bintang itu, bagaimana mereka hidup dan bagaimana tontonan yang cemerlang ini berakhir. Bintang-bintang lain, karena jaraknya yang signifikan dari tata surya kita, tidak dapat menunjukkan kepada kita kekhasan penampilan mereka.
Bintang kita adalah objek pusat tata surya, di mana delapan planet, asteroid, dan planet kerdil, komet, dan objek ruang angkasa lainnya berputar dalam orbitnya. Matahari milik bintang kelas G sesuai dengan klasifikasi Harvard. Sesuai dengan klasifikasi Angelo Secchi the Sun, sama seperti Arcturus dan Capella, adalah katai kuning kelas II. Tidak seperti bintang lain, yang terletak dalam lusinan, ratusan tahun cahaya dari planet kita, bintang kita terletak hampir di sebelahnya. Bumi terpisah dari Matahari 150 juta km - jarak yang dapat diabaikan dibandingkan dengan jarak yang sangat besar yang ada di alam semesta.
Bintang terdekat dengan Matahari, Proxima Centauri, bintang katai merah, berjarak 4 tahun cahaya. Kita jauh dari nebula dan gugusan bintang, yang merupakan daerah paling bergejolak di galaksi. Pengaturan ini memastikan gerakan tenang Matahari dalam orbitnya selama 14 miliar tahun, sejak galaksi Bima Sakti dan Alam Semesta kita secara keseluruhan terbentuk. Kecepatan bintang di orbit di sekitar pusat galaksi adalah 200 km per detik.
Menurut standar bumi, 150 juta kilometer adalah jarak yang jauh. Namun, bahkan pada jarak seperti itu, kita sepenuhnya merasakan panas yang terpancar dari matahari. Cahaya bintang kita mendatangi kita selama 8 detik dan terus memanaskan dan menerangi planet kita. Ini semua tentang ukuran bintang kita. Terlepas dari kenyataan bahwa bintang kita milik bintang normal dengan massa rata-rata, massanya melebihi 700 kali massa semua benda langit di tata surya. Ukuran disk matahari hari ini didefinisikan dan jumlahnya mencapai 1 juta 392 ribu 20 km. Ini adalah 109 kali diameter Bumi.
Asal usul matahari, kehidupan dan kematiannya
Bintang kita dilahirkan bersama dengan bintang-bintang lain lebih dari 4-5 miliar tahun yang lalu. Awan gas, yang terbentuk sebagai akibat dari bencana kosmik skala besar, menjadi rumah kelahiran bagi Matahari. Menurut satu versi, awan gas muncul sebagai hasil dari Big Bang, yang mengguncang ruang. Dalam hal komposisinya, awan gas dan debu terdiri dari 99% atom hidrogen. Hanya 1% berasal dari atom helium dan elemen lainnya. Seluruh rangkaian elemen di bawah aksi gaya gravitasi menerima dorongan yang diperlukan dan mulai memadat menjadi satu substansi.
Semakin cepat massa tumbuh, semakin cepat pula kecepatan rotasi. Atom digabungkan untuk membentuk senyawa besar, membentuk molekul hidrogen dan helium. Sebagai hasil dari proses fisik dan rotasi yang cepat, pembentukan bola terbentuk di pusat awan. Muncul protobintang - bentuk tertua, yang mendahului pembentukan bintang penuh berikutnya. Jumlah awal gas kosmik melebihi ukuran saat ini dari tata surya kita. Di masa depan, di bawah pengaruh gaya gravitasi, materi bintang mulai menyusut dengan kencang, menambah massa bintang masa depan.
Bersama dengan penurunan ukuran protobintang, tekanan di dalam zat bintang meningkat. Hal ini pada gilirannya menyebabkan peningkatan suhu yang cepat di dalam formasi gas. Kepadatan tinggi dan suhu 100 juta Kelvin meluncurkan proses fusi hidrogen termonuklir.
Reaksi termonuklir menghasilkan sejumlah besar panas dan energi cahaya, yang menyebar dari bagian dalam Matahari ke permukaannya. Setiap detik dari permukaannya lebih dari 4 juta ton menguap ke ruang terbuka. Mengingat bahwa bintang kita telah ada selama lebih dari satu miliar tahun dan terus bersinar tanpa perubahan nyata dan nyata, kita dapat menyimpulkan bahwa cadangan hidrogen Matahari kita sangat besar. Ketika cadangan ini habis, hanya tinggal menebak, melakukan perhitungan matematis. Dilihat oleh perhitungan para ilmuwan, Matahari akan tetap hangat dan bersinar belasan miliar tahun, sampai stok bahan bakar termonuklir habis.
Ketika intensitas proses termonuklir menghilang, fase terakhir kehidupan bintang dimulai. Kepadatan bintang akan berkurang, tetapi ukurannya akan meningkat secara signifikan. Alih-alih katai kuning, Matahari akan menjadi Raksasa Merah. Setelah mencapai tahap ini, bintang kita akan meninggalkan urutan utama dan dengan tenang akan menunggu kematiannya. Umat manusia tidak dapat menunggu akhir dari drama ini, karena Red Sun raksasa akan menghancurkan dengan apinya hampir semua kehidupan di planet kita. Permukaan cakram merah besar dapat dipanaskan hingga suhu 5800 K. Jari-jari Matahari akan menjadi 250 kali lebih besar dari nilai saat ini.
Secara bertahap, suhu permukaan akan menurun, dan ukuran bintang akan bertambah. Luminositasnya juga akan meningkat secara nyata, dengan 2.700 kali kecerahan saat ini. Yang pertama menghilang adalah Merkurius dan Venus. Planet Bumi pasti dalam puluhan miliar tahun akan lenyap. Atmosfer planet ini akan menghilang di bawah pengaruh angin matahari, air akan menguap dan permukaan planet ini akan berubah menjadi blok batu panas.
Dalam fase ini, bintang kita akan bertahan selama beberapa puluh juta tahun. Setelah suhu di pusat inti matahari mencapai 100 juta Kelvin, proses pembakaran helium dan karbon akan dimulai. Putaran reaksi berantai yang baru akhirnya menghabiskan matahari. Massa bintang yang sangat berkurang tidak akan mampu menahan kulit terluar, yang mana proses-proses termonuklir yang berdenyut akan dihilangkan di angkasa. Di tempat raksasa merah, nebula planet terbentuk, di pusat di mana inti dari mantan bintang, katai putih, akan tetap ada. Dengan kata lain, dalam puluhan miliar tahun, bintang kita yang ramah akan berubah menjadi benda kecil padat dan panas sebesar planet kita. Dalam keadaan ini, bintang akan tetap untuk waktu yang cukup lama, perlahan-lahan sekarat dan membara.
Struktur dan struktur matahari
Kedekatan Matahari memungkinkan Anda untuk mendapatkan gagasan tentang struktur dan strukturnya, untuk memperoleh informasi tentang cara reaktor fusi alami ini bekerja dan proses apa yang terjadi di dalamnya. Akan menarik untuk membongkar struktur, yang terdiri dari komponen-komponen berikut:
- inti;
- zona energi radiasi;
- zona konvektif;
- tachocline
Selanjutnya, mulailah lapisan atmosfer matahari:
- photosphere;
- kromosfer;
- keunggulan.
Bintang itu bukan benda padat, karena fakta bahwa kita berhadapan dengan gas panas, yang dikompresi dengan ketat ke daerah bola. Pada suhu seperti itu, keberadaan zat apa pun dalam bentuk padat secara fisik tidak mungkin. Cahaya terang dan panas yang dipancarkan matahari adalah hasil dari proses yang sama yang seseorang temui saat membuat bom atom. Yaitu materi di bawah pengaruh tekanan besar dan suhu tinggi diubah menjadi energi. Bahan bakar utama adalah hidrogen, yang di Matahari adalah 73,5-75%, sehingga sumber panas utama adalah proses fusi hidrogen termonuklir, terkonsentrasi terutama di inti, bagian tengah bintang.
Inti matahari adalah sekitar 0,2 jari-jari matahari. Di sinilah proses utama berlangsung, karena itu Matahari hidup dan memasok ruang sekitarnya dengan cahaya dan energi kinetik. Proses transfer energi radiasi dari pusat bintang ke lapisan atas dilakukan di zona transfer radiasi. Di sini, foton yang bercita-cita dari inti ke permukaan dicampur dengan partikel gas terionisasi (plasma). Karena ini, energi dipertukarkan. Di bagian dunia surya ini terdapat zona khusus - tachocline, yang bertanggung jawab atas pembentukan medan magnet bintang kita.
Kemudian mulailah wilayah berskala paling besar dari Matahari - zona konvektif. Daerah ini hampir 2/3 dari diameter matahari. Hanya jari-jari zona konvektif yang hampir sama dengan diameter planet kita - 140 ribu kilometer. Konveksi adalah proses di mana gas padat dan panas didistribusikan secara merata ke seluruh volume internal bintang ke permukaan, mengeluarkan panas ke lapisan berikutnya. Proses ini terjadi terus menerus dan dapat dilihat dengan mengamati permukaan Matahari dengan teleskop yang kuat.
Di perbatasan struktur internal dan atmosfer bintang adalah fotosfer - cangkang tipis, hanya sedalam 400 km. Itulah yang kita lihat dalam pengamatan kita terhadap matahari. Fotosfer terdiri dari butiran dan heterogen dalam strukturnya. Bintik-bintik gelap digantikan oleh area terang. Heterogenitas semacam itu dikaitkan dengan periode pendinginan permukaan matahari yang berbeda. Adapun bagian yang tidak terlihat dari spektrum permukaan termasyhur kita, dalam hal ini kita berhadapan dengan kromosfer. Ini adalah lapisan padat atmosfer matahari, dan hanya dapat dilihat saat gerhana matahari.
Objek-objek surya yang paling menarik untuk diamati adalah penonjolan, yang terlihat seperti serat panjang, dan korona matahari. Formasi ini adalah emisi hidrogen raksasa. Ada keunggulan dan bergerak di sepanjang permukaan Matahari dengan kecepatan besar - 300 km / s. Suhu loop ini melebihi tanda 10 ribu derajat. Korona matahari adalah lapisan terluar atmosfer, yang beberapa kali lebih besar dari diameter bintang itu sendiri. Batas yang tepat dari korona matahari tidak. Perbatasan yang terlihat hanyalah bagian dari pendidikan yang luar biasa ini.
Tahap terakhir dari aktivitas matahari adalah angin matahari. Proses ini dikaitkan dengan aliran alami materi bintang melalui lapisan luar ke ruang sekitarnya. Angin matahari terutama terdiri dari partikel elementer bermuatan - proton dan elektron. Tergantung pada siklus aktivitas matahari, kecepatan angin matahari dapat bervariasi dari 300 km per detik hingga tanda 1500 km / s. Zat ini didistribusikan ke seluruh tata surya, memengaruhi semua benda langit ruang dekat kita.
Bintang-bintang lain dalam urutan utama memiliki struktur yang kira-kira sama. Benda langit lain yang kita lihat di langit malam mungkin memiliki struktur yang berbeda. Perbedaan hanya dapat terdiri dari massa bintang, yang dalam hal ini merupakan faktor kunci untuk aktivitas bintang.
Fitur bintang kami
Seperti semua bintang normal, yang mayoritas di Semesta, Matahari adalah objek utama sistem planet kita. Massa bintang yang sangat besar dan dimensinya memberikan keseimbangan gaya gravitasi, memberikan pergerakan teratur benda-benda langit di sekitarnya. Sekilas, bintang kita tidak istimewa. Namun, dalam beberapa tahun terakhir, sejumlah penemuan telah dibuat yang memungkinkan untuk menegaskan keunikan matahari. Sebagai contoh, Matahari menghasilkan urutan radiasi yang lebih kecil pada kisaran ultraviolet daripada bintang-bintang lain dari jenis yang sama. Fitur lainnya adalah keadaan bintang kita. Matahari milik bintang-bintang variabel, tetapi tidak seperti saudara-saudaranya di ruang angkasa, yang bervariasi dalam intensitas dan kecerahan cahaya, bintang kita terus bersinar dengan cahaya yang merata.
Ini juga melepaskan sejumlah besar energi, dengan hanya 48% dari jumlah ini terlihat. Menyaksikan mata manusia, radiasi infra merah menyumbang 45% dari energi matahari. Dari semua jumlah besar radiasi matahari, planet kita menerima remah-remah yang benar-benar, sekitar setengah milyar bagian, tetapi ini cukup untuk menjaga keseimbangan kondisi yang diciptakan di Bumi.
Kesimpulan
Memperkirakan data tentang Matahari yang diperoleh hingga saat ini, tidak dapat dikatakan bahwa kita benar-benar mengetahui sifat bintang kita. Semua ide tentang struktur dan struktur Matahari didasarkan pada model matematika dan fisik yang dibuat oleh manusia. Analisis proses yang terjadi di dalam bintang kita dan di permukaannya memungkinkan kita untuk menemukan penjelasan tentang proses dan fenomena yang terjadi di planet kita. Matahari tidak hanya merupakan penghasil energi yang menghangatkan planet kita, tetapi juga sumber paling kuat dari emisi radio dan gelombang elektromagnetik yang memengaruhi biosfer bumi. Setiap perubahan dalam aktivitas Matahari langsung mencerminkan kondisi iklim Bumi dan kesejahteraan kita.
