כל כוכבים במשותף ליקום כי הם כדורי גז ענקיים המייצרים זוהר בעת שריפת הדלק שלהם, אך לא כולם גדולים באותה מידה או זוהרים באותו אופן. השמש שלנו, למשל, שייכת למעמד הספקטרום G2 והיא מה שמכונה גמד צהוב, כוכב בינוני שאורך החיים שלו הוא 10.000 מיליארד שנים.
השמש: מאפיינים כלליים
למרות שהשמש שלנו בינונית בגודלה בהשוואה לכוכבים אחרים ביקום, היא ממלאת תפקיד מרכזי במערכת השמש שלנו. השמש מכסה את 99,86% מהמסה של מערכת השמש, מה שהופך אותו לאובייקט המאסיבי ביותר ללא ספק. הכוכב הזה מסוגו G2V הוא בהיר יותר מ-85% מהכוכבים בשביל החלב, רובם ננסים אדומים. למרות שהשמש נראית ככוכב יציב יחסית, היא עוברת שלבים שונים במהלך חייה, מהיווצרותה ועד למותו בסופו של דבר כגמד לבן.
מחלקה ספקטרלית G2 ומחזור החיים של השמש
השמש שייכת למחלקה הספקטרלית G2, כלומר טמפרטורת פני השטח שלו היא בסביבות 5,778 מעלות קלווין. כוכבים במעמד זה ידועים בשם גמדים צהובים, ובעלי חיים שימושיים ארוכים במידה ניכרת. השמש שלנו, למשל, כבר הגיעה למחצית חייה, בערך 4.500 מיליארד שנים מאז היווצרותה.
לקראת סוף חייו, גמדים צהובים, כמו השמש, מתנפחים, מכפילים את גודלם והופכים לענקים אדומים. מומחים מאמינים כי השמש תתרחב בערך לאזור מערכת השמש שבו נמצא כדור הארץ.
בסופו של דבר, לאחר מיצוי הדלק שלה, השמש תתכווץ שוב. בשלב זה, הגז שאתה משאיר מאחור יוצר ענן יפה סביבך המכונה א ערפילית פלנטרית. עם הזמן, ואחרי מיליארדי שנים, השמש תפסיק לזרוח בבהירות ותהפוך לגמד לבן, בסופו של דבר יתקרר ותהפוך ל גמד שחור.
אבולוציה של כוכבים ועתיד השמש
שלב זה של מוות כוכבים נפוץ בכוכבים רבים ברצף הראשי. כוכבים כמו השמש, בעלי מסות דומות, מתפתחים בדרכים צפויות. לדוגמה, האור הנפלט מהשמש מורכב מ-40% אור נראה ו-50% אור אינפרא אדום.
השמש, בעלת מסה של בערך 1.989 x 10^30 קילוגרם, תמשיך בתהליך ההיתוך הגרעיני שלה בהמרת מימן להליום על ידי אחרים 5,000 מיליוני שנים. ברגע שיגמר המימן בליבה, הליום יתחיל להתמזג לפחמן, מה שיסמן את תחילת המעבר שלו לענק אדום.
מבנה פנימי של השמש
השמש היא א כדור פלזמה ענק חם במיוחד. בפנים, שלוש שכבות עיקריות נבדלות: הליבה, אזור הקרינה ואזור ההסעה. הליבה היא החלק החם ביותר, והיא המקום שבו מתרחשות תגובות ההיתוך הגרעיני היוצרות אנרגיה. האנרגיה המתקבלת מועברת תחילה דרך אזור הקרינה ולאחר מכן דרך אזור ההסעה לפני שהיא מגיעה לבסוף לפוטוספירה, משם היא נפלטת לחלל בצורה של אור נראה.
בנוסף למבנה הפנימי שלה, לשמש יש גם אטמוספירה הכוללת את הכרומוספרה והקורונה. במהלך ליקוי חמה מוחלט, הקורונה נראית כהילה לבנה בוהקת מסביב לשמש.
תהליך ההיתוך הגרעיני: מנוע השמש
האנרגיה של השמש מופקת באמצעות היתוך גרעיני, תהליך שבו גרעיני מימן מתאחדים ויוצרים הליום, ומשחררים כמות גדולה של אנרגיה. תהליך זה מתבצע על פי העיקרון של משוואת איינשטיין, E=mc², אשר הופך כמות קטנה מאוד של מסה לכמות משמעותית של אנרגיה.
מחזור היתוך המימן בליבת השמש מייצר כמות עצומה של אנרגיה, אשר בסופו של דבר משתחררת כאור וחום. היתוך זה יוצר גם חלקיקים הידועים בשם נויטרינו, שעוברים בחומר מבלי להיקלט.
בשלב האחרון של חייה, כאשר מימן השמש ייגמר, היא תתחיל למזג הליום בליבתה, מה שיוביל אותה להתרחב ולהפוך לענק אדום. בסופו של דבר, לאחר הפיכתו לגמד לבן, יישאר רק שריד קטן מתהילתו לשעבר.
חשיבותה של השמש לחיים על פני כדור הארץ
השמש לא רק חשובה למערכת השמש במונחי כבידה, אלא היא חיונית לחיים על פני כדור הארץ. צמחים, במיוחד, תלויים באור השמש כדי לבצע פוטוסינתזה, תהליך הממיר את אנרגיית השמש למזון עבור רוב צורות החיים בכדור הארץ.
בנוסף, החום שנוצר על ידי השמש הוא זה ששומר על טמפרטורות כדור הארץ בטווח ראוי למגורים. ללא אנרגיה סולארית, מחזור המים לא היה קיים, וכדור הארץ יהיה כוכב לכת בלתי מסביר פנים לחיים כפי שאנו מכירים אותו.
El רוח סולארית, המורכב מחלקיקים טעונים הנפלטים מהשמש, ממלא תפקיד חשוב בהיווצרות תופעות כמו הזוהר הצפוני. בנוסף, השמש אחראית להשפעה על מזג האוויר בחלל, שעלול לשבש את מערכות התקשורת והניווט לווייני על פני כדור הארץ.
סקרנות לגבי השמש
- לשמש לוקח 25 ימי כדור הארץ להשלים סיבוב בקו המשווה, אך בקטבים תקופת הסיבוב מתארכת ל-36 ימים.
- השמש פולטת אור וחום, אך באטמוספירה שלה, המכונה קורונה, הטמפרטורות מגיעות ליותר מ-2.000.000 מעלות צלזיוס, גבוהות בהרבה משטחה.
- אור מהשמש לוקח בערך 8 דקות ו-19 שניות להגיע לכדור הארץ.
למרות תכונותיה המדהימות, השמש היא רק כוכב אחד מבין מיליארדים בשביל החלב. עם זאת, חשיבותו לחיים על פני כדור הארץ אינה מוטלת בספק, ועתידו כענק אדום וגמד לבן יהיה אירוע קוסמי מרהיב.