ดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ศูนย์กลางของระบบสุริยะ เนื้อสารส่วนใหญ่ของระบบสุริยะอยู่ที่ดวงอาทิตย์ คือ มีมากถึง 99.87% เป็นมวลสารดาวเคราะห์รวมกันอย่างน้อยกว่า 0.13% ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ขนาดเล็ก เมื่อเทียบกับดาวฤกษ์อื่น ๆ บนฟ้า แต่เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกที่สุด จึงปรากฏเป็นวงกลมโต บนฟ้าของโลกเพียงดวงเดียว ดาวฤกษ์อื่นปรากฎเป็นจุดสว่าง เพราะอยู่ไกลมาก

1.ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 1,392,000 กิโลเมตร

2.ความหนาแน่นเฉลี่ย 1,408 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตรหมุนรอบตัวเองที่เส้นศูนย์สูตร 25.04 วัน

3.อุณหภูมิพื้นผิวประมาณ 6,000 องศาเซลเซียส

4.แรงโน้มถ่วงที่ผิว 27.9 เท่าของโลกการศึกษาสเปกตรัมของแสงอาทิตย์ พบว่า ดวงอาทิตย์มีธาตุต่าง ๆ อยู่มากมาย ธาตุที่มีมาก ที่สุดในดวงอาทิตย์ถึง 3 ใน 4 ส่วน คือ ไฮโดรเจน รองลงมา คือ ฮีเลียมธาตุต่าง ๆ เหล่านี้ อยู่ในสภาวะที่เรียกว่า พลาสมา ( plasma ) คือมีประจุไฟฟ้า เพราะอยู่ภายใต้อุณหภูมิและ ความกดดันสูงมาก ประมาณว่าในใจกลางดวงอาทิตย์คงมีอุณหภูมิสูงถึง 15 ล้านองศาเซลเซียส ซึ่งสูงมากพอที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ หลอมไฮโดรเจนให้กลายเป็นฮีเลียม กระบวนการนี้ให้พลังงานแผ่ออกไปในระบบสุริยะปริมาณมหาศาล

5.โครงสร้างดวงอาทิตย์ แบ่งเป็น 2 ส่วน คือ ตัวดวงอาทิตย์ และ บรรยากาศของดวงอาทิตย์

บรรยากาศของดวงอาทิตย์ มี 3 ชั้น

1.โฟโตสเฟียร์ (Photosphere ) เป็นชั้นของแสงสว่างของดวงอาทิตย์ที่เรามองเห็นเป็นดวงจ้า มีอุณหภูมิประมาณ 4,000 – 6,000 องศาเซลเซียส เป็นชั้นบาง ๆ แต่สว่างจ้ามากจนเราไม่สามารถมองผ่านลึกลงไปถึงตัวดวงอาทิตย์ได้

2. โครโมสเฟียร์ (Chromosphere ) เป็นบรรยากาศบาง ๆ สูงขึ้นจากชั้นโฟโตสเฟียร์ มีอุณหภูมิอยู่ในช่วง 6,000 – 20,000 องศาเซลเซียส เป็นชั้นที่เกิดปรากฏการณ์รุนแรงบนดวงอาทิตย์ เช่น พวยก๊าซ เส้นสายยาวของลำก๊าซ หรือ การระเบิดลุกจ้าบนดวงอาทิตย์

3. โคโรนา (Corona ) เป็นบรรยากาศชั้นนอกสุดของดวงอาทิตย์ มีอุณหภูมิสูง 1- 2 ล้านองศาเซลเซียส แผ่อาณาเขตกว้างไกลออกไปมากกว่า 5 เท่าของตัวดวงอาทิตย์ มีรูปร่างเปลี่ยนแปลง ไปตามปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นภายในตัวดวงอาทิตย์ มองเห็นได้เฉพาะขณะเกิดสุริยุปราคาเต็มดวง เมื่อดวงจันทร์เคลื่อนไปบังโฟโตสเฟียร์เท่านั้น เป็นแสงสว่างเรือง สีขาวนวล แผ่ออกโดยรอบ

พวยก๊าซ และการประทุ

ก๊าซร้อนบนดวงอาทิตย์พุ่งตัวสูงเหนือชั้นโฟโตสเฟียร์ขึ้นมาหลายหมื่นกิโลเมตร เรียกว่า “พวยก๊าซ” (Prominences) มันเคลื่อนที่เข้าสู่อวกาศด้วยความเร็ว 1,000 กิโลเมตร/วินาที หรือ 3.6 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง ในบางครั้งมีการระเบิดใหญ่กว่าเรียกว่า “การประทุจ้า” (Solar flare) ทำให้เกิดประจุอนุภาค (ion) พลังงานสูง แผ่รังสีเอ็กซ์ และอุลตราไวโอเล็ต ซึ่งเรียกว่า “พายุสุริยะ” เข้าสู่บรรยากาศชั้นบนของโลก และทำความเสียหายให้แก่ระบบโทรคมนาคม เช่น การสื่อสารผ่านดาวเทียม

ลมสุริยะ

ปรากฏการณ์ลมสุริยะ แท้จริงเป็นพฤติกรรมทั่วไปของดวงอาทิตย์ และมีผลต่อโลกอยู่บ้าง เช่น ทำให้เกิดปรากฏการณ์แสงเหนือแสงใต้ที่ขั้วโลก หรือรบกวนการทำงานของดาวเทียม

ลมสุริยะนั้นพุ่งออกจากดวงอาทิตย์ในทุก ๆ ทิศทาง ด้วยความเร็วเฉลี่ย 400 กิโลเมตรต่อวินาที แหล่งกำเนิดลมสุริยะก็คือบรรยากาศร้อนชั้นโคโรนาของดวงอาทิตย์เอง อุณหภูมิที่นี่จะสูงมากเสียจนแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ไม่สามารถดึงชั้นบรรยากาศ เอาไว้ได้ ถึงแม้เราจะรู้ว่าทำไมจึงมีสิ่งนี้เกิดขึ้น แต่เราก็ไม่เข้าใจในรายละเอียดว่า ก๊าซชั้นโคโรลาถูกเร่งให้มีความเร็วได้อย่างไร และที่จุดไหน องค์ประกอบของลมสุริยะนั้น 95 เปอร์เซ็นต์เป็นโปรตอน (ไฮโดรเจน) 4 เปอร์เซ็นต์เป็นอนุภาคอัลฟ่า (ฮีเลียม) และอีก 1 เปอร์เซ็นต์เป็นประจุย่อย ๆ ของ คาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน นีออน แมกนีเซียม ซิลิคอน และเหล็ก ความเร็วของลมสุริยะที่วัดในระนาบโคจร มีค่าอยู่ระหว่าง 300 ถึง 600 กิโลเมตรต่อวินาที แต่ในบางโอกาสก็มีความเร็วมากกว่า 1,000 กิโลเมตรต่อวินาที ความหนาแน่นของลมสุริยะมีค่าประมาณ 1-10 อนุภาคต่อเซนติเมตร ลมสุริยะนั้นพุ่งออกจากดวงอาทิตย์ในทุกทิศทาง แต่ก็ไม่สม่ำเสมอนัก ลมสุริยะมีความผันแปรในเรื่องความเร็ว และเมฆแม่เหล็กที่มันพัดเอาออกมาด้วย ลมสุริยะที่มีความเร็วสูงอาจจะปะทะกับลมสุริยะที่มีความเร็วต่ำ ซึ่งจะเกิดเป็นพื้นที่อันมีปฏิกิริยาต่อกัน (interaction region) และจะพัดออกมา พัดผ่านโลกไป ซึ่งก็ขึ้นอยู่กับการหมุนของดวงอาทิตย์เอง ลมสุริยะที่ความเร็วแปรปรวนนี้อาจจะปะทะเข้ากับบรรยากาศชั้นแม่เหล็กของโลก และทำให้เกิดพายุขึ้นในบรรยากาศชั้นแมกนีโทสเฟียร์