طبقات الشمس وسمكها وخصائصها

الشمس هي النجم الأقرب إلينا من نجوم المجموعة الشمسية، وهي نجم متوسط الحجم. تدور الأرض في فلك الشمس دورة كاملة كل سنة، لتتعاقب علينا فصول السنة الأربعة: الربيع والصيف والخريف والشتاء، بسبب بعد الأرض وقربها من الشمس أثناء فترة الدوران. والشمس تمدنا بالضوء والحرارة، وهي من مصادر الطاقة النظيفة والمتجددة التي يتم استغلالها في توليد الطاقة الكهربية عن طريق الألواح الشمسية.

معلومات عامة عن الشمس

• الشمس نجم متوسط الحجم.
• تقع الشمس في مجرة درب التبانة.
• يبلغ قطر الشمس حوالي 1,392,684 كيلومتر.
• تبلغ كتلة الشمس الكلية حوالي 2×10³⁰ كيلو جرام.
• يستغرق الضوء حوالي 8 دقائق للوصول من الشمس إلى الأرض.
• تتألف الشمس من الهيدروجين والهيليوم، والهيدروجين هو المكون الأساسي للشمس حيث يمثل حوالي ثلاثة أرباع مكوناتها أويزيد.
• تصل درجة حرارة سطح الشمس إلى حوالي 5778 درجة كيلفن.
• تبعد المسافة بين الأرض والشمس حوالي 150 مليون كيلومتر.
• قطر الشمس يساوي 109 أضعاف قطر الأرض.
• تحيط الشمس بحقل كهرومغناطيسي ضخم يتحكم في البقع الشمسية وتغيرات الرياح الشمسية، بالإضافة إلى الانفجارات التي تحدث على سطح الشمس.

مراحل تكون الشمس

يعتقد العلماء أن الشمس تشكلت منذ حوالي 4.57 مليار سنة، حيث انهارت بعض الأجزاء من سحابة جزيئية وتشكلت الشمس من الهيدروجين والهليوم. وربما تكون الشمس ناتجة عن انفجار نجم مستعر أعظم أو اندماج نجمين مستعرين. وكان الضغط الذي نتج عن انفجار المستعر الأعظم عاملا حافزا لانهيار السحابة الجزيئية. وقام الجزء المنهار من هذه السحابة بالدوران بسرعات عالية، مما زاد من حرارته وارتفع ضغطه، فكون كتلة الشمس وبدأت التفاعلات النووية لتوليد شمسنا الجميلة. وبقية هذه السحابة تحولت إلى باقي المجموعة الشمسية المكونة من الكواكب والأقمار والكويكبات وغيرها.

طبقات الشمس وسمكها وخصائصها

تتكون الشمس من ثلاث أجزاء سنذكرها لكم فيما يلي:

أولا بنية الشمس الداخلية

تتألف الشمس من ثلاث مكونات هي النواة ومنطقة الإشعاع ومنطقة الحملان.

النواة

لأن الشمس كلها عبارة عن غازات مضغوطة، فنوات الشمس كذلك تتكون من غازات مضغوطة، ويبلغ قطر نواة الشمس حوالي 400 ألف كيلومتر، وتصل كثافة الغازات في نواة الشمس إلى حوالي 150 جرام لكل سنتمتر مكعب، وهذا الرقم أعلى من كثافة الماء بحوالي 150 ضعف وأعلم من كثافة الرصاص بـ 11 ضعف وهذه أرقام كبيرة للغاية.

تبلغ درجة حرارة نواة الشمس 15.7 مليون كلفن، وتدور النواة داخل الشمس بأسرع سرعة من دوران المنطقة الإشعاعية، وتعتبر النواة هي المطبخ الشمسي حيث يتم دمج أربعة ذرات من الهيدروجين لتكوين ذرة واحدة من الهليوم.

منطقة الإشعاع

منطقة الإشعاع هي المنطقة التي تلي نواة الشمس وتحيط بها، ويبلغ سمكة المنطقة الإشعاعية 325 ألف كيلو متر، أي أن سمك هذه المنطقة أقل من سمك نواة الشمس، وتبلغ درجة حرارة منطقة الإشعاع في الجزء القريب من نواة الشمس حوالي 7 مليون كيلفن، أما في المنطقة الخارجية لهذه الطبقة فتصل درجة الحرارة فيها إلى 2 مليون كيلفن.

تعتبر منطقة الإشعاع المسؤولة عن نقل الأشعة التي تنتجها النواة إلى الطبقة التالية المعروفة باسم طبقة الحملان، وتقوم هذه الطبقة أيضًا بتحويل الأشعة الناتجة عن نواة الشمس من أشعة جاما إلى أشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية والأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي.

منطقة الحملان

يلغ سمك منطقة الحملان حوالى 171.25 كيلو متر، وتقوم هذه الطبقة بنقل وحمل الغازات الناتجة عن  نواة الشمس إلي السطح الخارجي للشمس، حيث يوجد أعمة من الغازات تسمى التيارات الصاعدة تنتقل من خلالها الغازات الساخنة من نواة الشمس إلى سطحها، وعندما يصل الغاز إلى سطح الشمس تقل درجة حرارته بشكل كبير، فيعود مرة أخرى إلى نواة الشمس من أجل تسخينه.

 ثانيا سطح الشمس

تسمى هذه الطبقة أيضا بمنطقة الغلاف الضوئي للشمس، ويبلغ سمكها حوالي 500 كيلومتر، وتصل درجة حرارتها إلى حوالي 5 ألاف درجة مئوية. يمكن رؤية هذه الطبقة باستخدام التلسكوبات المتخصصة في رصد وتصوير الشمس، وعند النظر إليها بالعين المجردة، تظهر نقاط بيضاء لامعة ونقاط غامقة. تمثل النقاط اللامعة الغازات الساخنة، بينما تمثل النقاط أو البقع الغامقة الغازات الباردة. تعرف هذه الظاهرة بالكلف الشمس.

ثالثا طبقة الغلاف الجوي

يتم تقسيم طبقة الغلاف الجوي للشمس إلى طبقتين وهما الكروموسفير والكورونا، ويصل سمك الغلاف الجوي ككل إلى حوالي 5 ملايين كيلومتر.

الكروموسفير

هو الجزء الأول المكون للطبقة الغلاف الجوي للشمس، وهو الأقرب إلى سطح الشمس، ويتميز هذا المنطقة بألوان متعددة. يمكن للإنسان العادي رؤية هذه الطبقة بالعين المجردة بوضوح خلال الكسوف الكلي للشمس، وتظهر هذه الطبقة مرتين خلال الكسوف؛ مرة قبل الاكتمال بثانيتين ومرة بعده بثانيتين، وتظهر كبقعة حمراء على جانبي الشمس.

الكورونا

الكرونا هي الجزء الثاني المكون للغلاف الجوي للشمس، وهي الطبقة الخارجية التي تحيط بالشمس ككل، يبلغ سمك طبقة الكورونا من 10 إلى 20 مليون كيلو متر، ويمكن أيضا للإنسان العادي رؤية هذه الطبقة بالعين المجردة أثناء الكسوف الكلي للشمس، فبعد اكتمال الكسوف الكلي للشمس تظهر هالة ضخمة الكورونا هي هذه الهالة الرائعة.

تتكون هالة الشمس أو الكرونا من غازات يصدرها الشمس إلى الفضاء الخارجي فيما يعرف بالرياح الشمسية، وتصل هذه الرياح إلى جميع مناطق المجموعة الشمسية، ويصل درجة حرارة هالة الشمس ورياحها إلى ما بين مليون و2 مليون كيلفن.