الشمس العنصر المركزي للحياة

الشمس هي نجمنا: لقد سمحت بظهور الحياة وتمثل 99.8٪ من كتلة النظام الشمسي. قامت العديد من بعثات الفضاء بدراستها “عن كثب” ، مما أدى إلى تطوير معرفتنا ، ولكن لا تزال هناك مناطق رمادية حول كيفية عملها. بأكثر من طريقة تؤثر على حياتك اليومية.

في اتساع الكون ، يحتل نظامنا الشمسي مكانًا خاصًا جدًا: فهو – على حد علمنا – النظام الكوكبي الوحيد الذي يؤوي الحياة بطريقة دائمة على أحد كواكبها ، الأرض.

إذا كانت أخبار الفضاء الحديثة تركز على القمر والمريخ ، فليس كل شيء يدور حول هذين الجسمين السماويين. على العكس من ذلك ، في عالمنا المصغر ، فإن نجمنا – الشمس – هو مركز عوامل الجذب. من خلال سلسلة من المقالات ، سوف نلقي نظرة عليها بالإضافة إلى الكواكب الثمانية – سنخدع قليلاً مع بلوتو “الساقط” ، بدون إهانة للاتحاد الفلكي الدولي – والمئات الأخرى. الأجرام السماوية تدور حولها نجمنا.

مثل هذا النجم المميز بين بلايين المليارات

لنبدأ باستبدال الشمس في الكون: إنها “فقط” نجمة واحدة من بين مليارات المليارات التي تمتلكها. إنه قزم أصفر متوسط ​​الحجم ؛ هناك منها أكبر بكثير. النجم UY Scuti ، أكبر بـ 1700 مرة ، هو حاليًا رقم واحد على المنصة. في نظامنا الشمسي ، سيمتد إلى ما بعد زحل.

إقرأ أيضا:تلوث الهواء

حول الشمس ، تدور الكواكب الثمانية ” على نفس المستوى تقريبًا ، كما لو كانت موضوعة على قرص ” ، كما يشرح المركز الوطني للدراسات الفضائية : عطارد والزهرة والأرض والمريخ والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون. ذاكري لنتذكره: “ها أنا مبتل بالكامل لقد اتبعت سحابة”: كل حرف أول يعطي بداية الكوكب.

“في البداية ، كانت هناك سحابة ضخمة”

ينظر المركز الوطني للدراسات الفضائية إلى الوراء إلى إنشاء نظامنا الشمسي: ” في البداية ، كانت هناك سحابة هائلة ، مكونة من الغاز والغبار المعروف باسم السديم الشمسي ، لاحظ ثم بوم! قبل 4.6 مليار سنة ، انفجر نجم قريب. موجة الصدمة ضخمة. تدور السحابة وتتسطح. في الوسط تتشكل كرة “.

يمكنك تخمين الباقي: إنه جنين نجمنا. هذه فرصة لتوضيح أن النجوم لم تتكون خلال الانفجار العظيم ، منذ ما يقرب من 14 مليار سنة. ” تصل درجة الحرارة هناك إلى 14 مليون درجة مما يسبب تفاعلات نووية. و بروتو ستار تضيء، يصبح من الشمس. يتغير الغبار الموجود على القرص. درجة الحرارة جهنمي بالقرب من الشمس! هناك تتشكل العناصر الصخرية وتتكتل تحت تأثير الجاذبية “.

علاوة على ذلك ، فإن الأغنية مختلفة: جليد الماء والميثان يتكثف. كل هذه العناصر تتصادم وتتداخل لتولد ، من بين أمور أخرى ، الكواكب.

إقرأ أيضا:فوائد الدجاج

99.8٪ من الكتلة الكلية للنظام الشمسي

إذا كانت الشمس نجمة متوسطة الحجم ، فهي عملاق في نظامنا الشمسي. لإعطائك ترتيبًا من حيث الحجم ، يبلغ قطرها 1.4 مليون كيلومتر ، أي 110 أضعاف قطر الأرض. يمكن أن تحتوي على جميع كواكبنا … ما يقرب من 600 مرة. يتم سحقها قليلاً: ” نصف القطر [عند القطبين] يقل بمقدار 6 كيلومترات عن خط الاستواء “.

تمثل كتلته 99.8٪ من جميع الأجسام في النظام الشمسي. ينتج مجال جاذبية يحافظ على دوران جميع الكواكب حوله. إذا كانت هذه تدور حول الشمس ، فهي ليست مركز المجرة ( درب التبانة في حالتنا). نجمنا ” ينقلب على نفسه في 25 يومًا من الأرض [عند خط الاستواء ، عند القطبين ، ومدتها 36 يومًا ، لاحظ] وحول مجرة ​​درب التبانة في 200 مليون سنة “.

تتحرك الشمس بسرعة 220 كم / ثانية في المجرة وتستخدم الهيدروجين كـ “وقود”. يمنح الاندماج النووي الحراري لجزيئات الهيدروجين الحياة للهيليوم مع إطلاق طاقة على شكل ضوء وحرارة ورياح شمسية ، إلخ. إنه 91٪ هيدروجين و 8.9٪ هيليوم… لكن ذلك يعتمد على طريقة عدك.

هذه الأرقام صالحة في الحجم. بالنسبة للكتلة ، فإن النسبة هي بالأحرى 75 و 25 ٪

إقرأ أيضا:تحكم في التوتر باستخدام يوجا الضحك

طبقات الشمس الست

ينقسم نجمنا إلى ست طبقات متميزة (تبدأ من المركز): النواة ، والمنطقة الإشعاعية ، ومنطقة الحمل الحراري ، والفوتوسفير ، والكروموسفير ، والإكليل (يشكل الأخيران غلافه الجوي).

تحتل النواة في مركزها حوالي 20٪ من الحجم الكلي ، مع درجة حرارة 15.000.000 درجة مئوية (نعم ، 15 مليون درجة مئوية). هذا هو المكان الذي يحدث فيه الاندماج النووي لذرات الهيدروجين ، مما يؤدي إلى إنتاج الهيليوم وإطلاق الطاقة في شكل فوتونات. أنه ” يأخذ 100،000 سنة للوصول إلى سطح الشمس في شكل ضوء، ” ويوضح CNES.

الطبقة الثانية هي المنطقة الإشعاعية والتي تمثل 70٪ من نصف قطر الشمس. تتراوح درجات الحرارة بين 1.5 و 15 مليون درجة مئوية. الطاقة “النابعة” من النواة تمر عبرها قبل أن تصل إلى منطقة الحمل الحراري ، الطبقة الثالثة. ثم يتم ” نقل الطاقة عن طريق تيارات الغازات الساخنة الصاعدة والهابطة من خلال فقاعات ضخمة تسمى خلايا الحمل الحراري”. تتراوح درجة الحرارة هنا بين 5500 و 1500000 درجة مئوية “.

كما يتضح ، تنخفض درجة الحرارة كلما ابتعد المرء عن النواة. ويستمر هذا مع السطح المرئي للشمس ، المسمى بالفوتوسفير ، المقابل للطبقة الرابعة. ثم تكون درجة الحرارة حوالي 6000 درجة مئوية.

لا تزال هناك طبقتان تشكلان الغلاف الجوي: ” الكروموسفير حيث يتم طرد نفاثات من المادة يصل ارتفاعها إلى 10000 كيلومتر من سطح الشمس ، والهالة تتكون من غازات متأينة (البلازما) حيث تحدث ظواهر شمسية مختلفة “. درجة الحرارة هناك لا تتناسب مع تلك الموجودة على السطح: يمكن أن تتجاوز مليون درجة. لا يزال هذا الاختلاف ” أحد أعظم ألغاز الفيزياء المعاصرة ”

ترتبط البعثات بشمسنا

لقد قامت بعثات عديدة بالفعل بدراسة نجمنا “عن كثب”. يشير المركز الوطني للدراسات الفضائية إلى تلك التي شارك فيها: أوليسيس (1990 ، دراسة الاضطراب في الرياح الشمسية ، لا سيما خارج مستوى مسير الشمس) ، سوهو (1995 ، رصد الانبعاث الكتلي الإكليلي) ، الكتلة (2000 ، تفاعل الرياح الشمسية مع الغلاف المغناطيسي الأرضي) ، دبل ستار (2003 و 2004 ، استمرار مشروع الكتلة) ، ستيريو (2006 ، دراسة التوهجات الشمسية وتأثيراتها على البيئة الأرضية) ، وبيكارد (2010) الذي ” التقط أكثر من مليون صورة الشمس والعديد من القياسات الأخرى ”.

توجد مهمتان أخيرتان أيضًا على “بوابات الجحيم”: Solar Orbiter (التي تم إطلاقها في عام 2020) من ESA و Parker Solar (التي انطلقت في عام 2018) من وكالة ناسا. مهمتان لنفس الهدف (التعرف على نجمنا بشكل أفضل) ، ولكن كما في حالة ExoMars و Mars 2022 (مارس 2020 سابقًا) ، فهما مكملتان: ” إنها فرصة ذهبية للحصول على هذين المسبارين في نفس الوقت و العمل سويا. وأوضحت نيكي فوكس ، المديرة العلمية في Johns Hopkins APL ، أن أهدافهم متشابهة جدًا ، ولكن طرق الوصول إلى هناك مختلفة تمامًا .

المسبار الشمسي ، مسبار باركر الشمسي: مسباران فضائيان “على أبواب الجحيم”
إذا كانت الشمس موضع اهتمام كبير ، فذلك لأن أهواءها يمكن أن تؤثر بشكل كبير على حياتنا اليومية: ” معرفة أنها تسمح لنا بشكل أفضل بتوقع آثارها المحتملة على البيئة الفضائية للأرض ” ، إنه طقس الفضاء . يمكن أن تكون المخاطر كبيرة: ” انقطاع التيار الكهربائي ، واضطرابات الراديو وتلف الأقمار الصناعية ” ، يوضح قادر أمصيف ، رئيس برامج الشمس والغلاف الشمسي والغلاف المغناطيسي في المركز الوطني للدراسات الفضائية.

أحد الأمثلة الصارخة من بين أمثلة أخرى ، في عام 1989: غرق التوهج الشمسي مدينة مونتريال في الظلام ، ووفقًا لفرانسيس روكار (رئيس برنامج استكشاف النظام الشمسي في المركز الوطني للدراسات الفضائية) ، ” تم إثارة مسؤولية هذا الاندفاع الشمسي في فقدان المسبار السوفيتي Phobos 2 ، الذي كان يهدف إلى مراقبة المريخ وأقماره “.

الشمس : البقع السوداء ودورة حياة شمسنا

في عام 2014 ، عاد المركز الوطني للدراسات الفضائية إلى ” ما كانت الشمس تخفيه بعد ” مع إيلاء اهتمام خاص للبقع ، والتي لا تزال ذات صلة حتى اليوم:

” العديد من جوانب الشمس لا تزال غامضة. وعلى وجه الخصوص سلوكها الدوري. في بداية الدورة ، عندما تكون الشمس هادئة ، تظهر البقع الداكنة ، التي قد يكون حجمها أكبر من الأرض ، عند خطوط العرض العليا ثم باتجاه خط الاستواء. موكبهم يزداد عددًا إلى أقصى حد ، بعد أحد عشر عامًا ، قبل أن ينسحبوا “

هذه البقع هي في الواقع مناطق يكون فيها المجال المغناطيسي قويًا لدرجة أنه يمنع حركة البلازما ، وبالتالي ارتفاع الحرارة. المناطق أكثر برودة وبالتالي تبدو أكثر قتامة.

ويضيف المركز الوطني للبحث العلمي أنهم “أصبحوا أيضًا موقعًا للتوهجات الشمسية الهائلة ، ومضات ضوئية شديدة ، مصحوبة أحيانًا بطرد كمية هائلة من المادة ، تصل إلى 10000 مليون طن ، وعدة مئات من الكيلومتراتالثانية. وهي تسمى القذف الكتلي الإكليلي ”.

في نهاية كل دورة مدتها 11 عامًا ، تنعكس أقطاب المجال المغناطيسي (يصبح القطب الجنوبي هو القطب الشمالي ، والعكس صحيح) ، ” تعود الشمس إلى تكوينها الأولي كل 22 عامًا ” ، كما يوضح روجر موريس بونيه . أوضح فيليب لورن من معهد الأبحاث في الفيزياء الفلكية وعلم الكواكب: ” نحن لا نفهم حقًا كل أسرار الدورات الشمسية ، والتي لا يمكن اختزالها في الدورة الرئيسية الوحيدة المكونة من 11 عامًا ، بالإضافة إلى الاختلافات في أقصى نشاط لها ” .

في بداية شهر فبراير ، أوضح إتيان باريات ، من مرصد باريس ، لـ Ouest France أنه ” في المرحلة القصوى ، توجد معظم العواقب على الأنشطة البشرية. في الوقت الحالي ، هناك عدد قليل جدًا من الانفجارات ، لأننا في فترة الحد الأدنى من الطاقة الشمسية ؛ في 5 أو 6 سنوات ، سيكون هناك المزيد “. وبعيدًا عن العواقب على الأرض ، يضيف أنه ” سيكون من الأفضل إرسال بشر إلى المريخ خلال أقل فترة زمنية “. لن يقول Phobos 2 عكس ذلك

في عام 2020 ، نحن في بداية دورة جديدة ، من المفترض أن تنتهي في عام 2031 ، بحد أقصى مخطط لها في عام 2025/2026. لذلك سيكون من الضروري التوفيق بين هذه المعلمة لإرسال البشر إلى الكوكب الأحمر. للتذكير ، يتم فتح نافذة التصوير كل عامين (عندما يكون أقرب ما يكون): 2020 ، 2022 ، 2024 ، 2026 ، إلخ.

الشمس : نهاية الشمس مقررة بالفعل

الشمس ليست أبدية وهي في منتصف حياتها تقريبًا. لا تقلق بالنسبة لنا ، نحن نتحدث عن مليارات السنين. على هذا النطاق ، فإن وجود البشر هو مجرد مسألة تافهة. في غضون 5 إلى 6 مليارات سنة ، سيصبح نجمنا عملاقًا أحمر . سوف تتضخم بشكل كبير للغاية ، لتشمل العديد من الكواكب في هذه العملية (خاصة الأرض) ، ثم سينخفض ​​حجمها بشكل حاد لتصبح قزمًا أبيض .

يتوقع المرصد الأوروبي الجنوبي (ESO) ما سيحدث عندما يستهلك نجم مثل شمسنا كل الهيدروجين الموجود تحت تصرفه: ” عندما ينفد هذا الوقود ، يتحولون إلى عمالقة حمراء: تزداد أحجامهم. إلى حد كبير ، يبتلعون أقرب الكواكب. في حالة النظام الشمسي ، ستمتص الشمس عطارد والزهرة والأرض ، التي أصبحت عملاقًا أحمر في غضون 5 مليارات سنة “.

” ثم الشمس من نوع النجوم تفقد مظاريف بها الخارجي. يبقى قلبهم المستهلك الوحيد ، قزم أبيض. يمكن أن تكون هذه البقايا النجمية محاطة بالكواكب. يُعتقد أن العديد من هذه الأنظمة النجمية موجودة في مجرتنا. ومع ذلك ، لم يكتشف العلماء بعد دليلاً على بقاء كوكب عملاق على مشارف قزم أبيض. إن اكتشاف كوكب خارجي شبيه بنبتون يدور حول WDJ0914 + 1914 ، في عام 2019 ، يمكن أن يشكل أول سلسلة طويلة من الاكتشافات لهذا النوع من النظام “

نقطة أخيرة مهمة: لا تنظر أبدًا إلى الشمس بالعين المجردة أو باستخدام التلسكوب ، فستعاني بعد ذلك من إصابات خطيرة: ” حرق الشبكية الناتج عن الإشعاع الشمسي غير مؤلم ، ولا ندرك العواقب. الأضرار التي لحقت بالشبكية شبكية العين فقط بعد تدميرها. عمى كلي فوري ولا رجعة فيه! »، يشرح AstroCentre d’Orléans .