دانش امروز ما از درون ستارگان نسبت به زمان ویلیام هرشل بسیار تغییر کرده است.امروزه ما می دانیم که درون ستاره بسیار داغتر از سطخ بیرونی آن است.در درون ستاره است که به خاطر گرما،دمای بسیار بالاوفشار زیاد واکنش های هسته ای رخ می دهد و انرژی تولید می شودواین انرژی با مکانیزمی از درون به بیرون منتقل می شود.
تنها چیزی که از تصور هرشل یا مدل او در مورد لکه های خورشیدی درست است،این است که لکه ها واقعاًچاله اند.یعنی لکه ها،حفره هایی روی سطح ستاره یا خورشید هستند.از آنجا این موضوع را درک می کنیم که زمانی که خورشید به دور خودش می چرخد وضع لکه ها تغییر می کند.یعنی زمانی که لکه در وسط خورشید قرار دارد،می توانیم درون لکه را به خوبی ببینیم و دوباره زمانی که خورشید می چرخد و لکه به کنار خورشید می رود،آن را کج می بینیم.همه این ها نشان می دهد یک بعد هندسی از آن حفره وجود دارد.بیشترین علت حفره شدن لکه ها،قوی شدن میدان مغناطیسی روی سطح خورشید در محل لکه ها است.این میدان مغناطیسی باعث به وجود آمدن نیرویی به سمت بیرون می شود.این نیرو آنقدر قوی است که اثر گرانش را خنثی می کند.در جاهای دیگر که لکه نیست،نیروی گرانش را باید فشار گاز داغ خنثی کند.یعنی فشار گاز داغ می خواهد گاز را منبسط کندوگاز می خواهد به سمت بیرون برود،در صورتی که گرانش می خواهد این گاز را به درون ستاره بکشد.در جاهایی که لکه وجود دارد،میدان مغناطیسی به کمک فشار گاز می آید.یعنی بر خلاف نیروی گرانش عمل می کند.به همین دلیل ما به فشار کمی نیاز داریم.همین فشار کم باعث پایین آمدن دمای لکه می شود و لکه نسبت به جاهای دیگر ستاره کم دما تر دیده می شود.
دما درلکه بسیار کمتر از سایرمکان ها در سطح ستاره است.این به علت وجود میدان مغناطیسی است،در واقع میدان مغناطیسی در محل لکه ها بسیار قوی تر جاهای دیگر است.این میدان مغناطیسی نیرویی به سمت بیرون به وجود می آورد،به گونه ای که می خواهد گاز را به سمت بیرون پرتاب کند(نیرویی در خلاف جهت گرانش که می خواهد گاز را به درون ستاره بکشد).در جاهایی که لکه ای نیست طبیعتاً میدان مغناطیسی هم ضعیف است.نیروی فشار گاز داغ که می خواهد گاز را منبسط کند با گرانش مخالفت می کند.در صورتی که جاهایی که لکه است،میدان مغناطیسی هم داریم.مجموع نیروهای میدان مغناطیسی وفشار گازهای داغ باید برابر با نیروی گرانش شود.چون فشار گازومیدان مغناطیسی هر دو به سمت بیرونند،این دو باید با نیروی گرانش برابرشوند تا لکه های خورشیدی در حالت تعادل باشند.
درست شبیه به این پدیده را در زمین مشاهده می کنیم.در قطبین زمین پدیده ای به نام شفق های قطبی اتّفاق می افتد که ذرّات باردار خورشید در میدان مغناطیسی زمین به دام می افتند و زمانی که به سمت قطب شمال یا قطب جنوب حرکت می کنند دقیقاً با وضعیت لکه ها مواجه می شوند.یعنی میدان مغناطیسی می خواهد آن ها را به بیرون پرتاب کند.
نیروی میدان باعث می شود که فشار کمتری لازم داشته باشیم،چون این دو با هم باید گرانش را حنثی کنند.فشار کمتر یعنی دمای کمتردر گاز.در محل لکه ها دما در حدود800تا1200درجه پایین تر است.یعنی به طور متوسط روی سطح خورشید دما 6000درجه است،اما در محل لکه ها دما به 5000یا4800درجه هم می رسد.
ابعاد لکه ها بسیار زیاد است،اما دربرابر خورشید خیلی کوچکند.ابعاد آن در مقایسه با کره زمین در حدود چند ده برابر است.یعنی در داخل هر لکه چندین کره زمین جای می گیرد.هر چه لکه بزرگتر باشد طول عمر بیشتری دارد.طول عمر یک لکه ممکن است آنقدر زیاد باشد که به کمک آن دوران خورشید را تشخیص دهیم.یعنی همچنان که خورشید به دور خود می چرخد،شاهد حرکت لکه روی سطح آن باشیم.درواقع به کمک همین لکه ها می فهمیم که سرعت دوران خورشید در تمام عرض های جغرافیایی یکسان نیست.در استوا خورشید خیلی تند به دور خود می چرخد ولی در قطبین به نسبت کندتر است.لکه هایی که به استوا نزدیکترند سرعت بیشتر دارند و پس از 27تا28روز یک دور به دور خورشید می گردند.اما لکه هایی که در عرض های جغرافیایی بالا تری هستند کند تر می چرخند.در استوا و قطبین معمولاً لکه ای نمی بینیم،اما در عرض های میانه بین 30تا60لکه ها کاملاًَ واضحند.اختلاف بین سرعت دوران کاملاًدیده می شود،این به خاطر گازی بودن خورشید است.بین سرعت دوران وپدیده همرفت رابطه خیلی نزدیکی وجود دارد.اگر روی سطح خورشید را با یک ابزار مناسب و یک فیلتر مناسب نگاه کنیم،آثار همرفت را روی سطح آن می بینیم،یعنی با بالا آمدن گاز داغ به صورت حباب و متلاشی شدن این حباب ها روی سطح باعث درخشان شدن آن منطقه می شوند،از طرفی گاز های سردی که می خواهند به پایین بروند،تاریکتر دیده می شوند.اصطلاحاً به این نقاط گرانول می گویند(نقاط تاریک و روشن روی سطح خورشید).ابعاد گرانول ها در حدود چند هزار کیلو متر است.درواقع لکه یک گرانول بزرگ است.یعنی میدان مغناطیسی پلاسمای داغ را به دام انداخته به طوری که حباب ها به سطح می رسند در درون میدان به دام می افتند و نمی توانند به پایین برگردند در آنجا سرد می شوند و می مانند.به این ترتیب لکه یک قسمت سرد به نسبت جاهای دیگر خورشید است.همین پدیده باعث وجود لکه های داغ در اطراف لکه های سرد می شود.
ما نمی توانیم سطح ستارگان دیگر را ببینیم،حتی قوی ترین تلسکوپ ها هم نمی توانند جزئیات سطحی ستاره ای را تفکیک کنند.امّا روش هایی است که تشخیص لکه را روی سطح ستارگان دیگر آسان می کند.اگرلکه ای بزرگ روی سطح ستاره ای باشد،دوران ستاره باعث حرکت لکه از مقابل چشم ما می شود.نور ستاره تغییر می کند،اطلاعاتی که از طیف ستاره و همچنین تغییر نور آن به دست می آوریم،می توان نتیجه گرفت که این تغییرات نور مربوط به وجود لکه ای بزرک در سطح ستاره است.ممکن است ستاره هایی هم لکه های کوچکتری داشته باشند،اما بدون شک نمی توانیم آنها را ببینیم.
لکه ها درحدود5%سطح خورشید را پوشانده اند.در نتیجه تغییری در نور خورشید روی نمی دهد.اما اندازه لکه ها به وضعیت تحولی ستاره بستگی دارد.ستارگانی در رده طیفی O(ستارگانی با دمای بیش از 25000درجه کلوین)به طور کلی سطح مرده ای دارند.همرفت در سطح آن ها اتفاق نمی افتد.ستارگان به نسبت سردتر ستارگان فعال نامیده می شود(یعنی فعالیت مغناطیسی دارند).پدیده های زیادی روی سطح آن ها اتفاق می افتد از جمله آن ها به وجود آمدن لکه است.امکان وجود لکه های بزرگ در ستارگانی که دمای کمتری نسبت به خورشید دارند بیشتر است.ممکن است لکه آنقدر بزرگ باشد که از شدت نور ستاره بکاهد.
رابطه مستقیمی بین وجود لکه،همرفت و همچنین میدان مغناطیسی وجود دارد.می دانیم در سطح ستاره ای که همرفت اتفاق نمی افتد ابداً لکه ای وجود ندارد.از طرفی دیگر می دانیم هر 11 سال یک بار میدان مغناطیسی خورشید متلاطم می شود.اتفاقاتی در آن رخ می دهد که زیاد شدن لکه ها یکی از آن هاست.به نظر می رسد این چرخه با همرفت ودوران خورشید مرتبط باشد.همچنین می دانیم لکه ها تظاهرات مغناطیسی هستند.وقتی فعالیت مغناطیسی خورشید زیاد می شود،تعداد لکه ها هم زیاد می شودومی توانیم به راحتی لکه هارا از سطح خورشید ببینیم.گاهی اتفاق می افتد لکه ها هنگام غروب با چشم غیر مسلح قابل رؤیت هستند.
پدیده هایی روی زمین اتفاق می افتد که با این چرخه ارتباط دارند،چون دوره آن ها هم 11ساله است و هماهنگ با دوره فعالیت های خورشید تغییر می کنند.هنگام فعال شدن خورشید باد های خورشیدی زیاد می شود.بادهای خورشیدی ذرات بار دار وپر انرژی ای هستند که از سطح خورشید جدا می شوند،در منظومه شمسی حرکت می کنند و به زمین می رسند.مقداری از این ذرات در میدان مغناطیسی زمین به دام می افتند و پدیده شفق قطبی را به وجود می آورند.با زیاد شدن باد های خورشیدی،ارتباطات رادیویی دچار مشکل می شوند،به گونه ای که یونسفر زمین متلاطم می شود.(یونسفر از لایه های بالایی زمین که دارای ذرات باردارپر انرژی است.وظیفه آن منعکس کردن امواج رادیویی ارسال شده توسط فرستنده زمینی است.)
اتفاقات دیگری هم هست که اطلاعات زیادی از آن ها وجود ندارد.مثلاً شیوع برخی بیماری های پوستی براثر عبور بیشتر اشعه فرابنفش از لایه اوزون به وجود می آیند.
بر خلاف تصوری که ما داریم هنگام زیاد شدن لکه ها بر سطح خورشید،تابش خورشید هم زیاد می شود.این به علت وجود لکه های داغ و روشن است که دمای بیشتری نسبت به خورشید دارد.ما آنها را نمی توانیم ببینیم؛زیرا اختلاف دمای آنها با خورشید کم است و سطح گسترده ای دارد.تاثیر افزایش نوری که این لکه بر خورشید دارند،بیشتراز کاهش نور لکه های کم دما تر است،در نتیجه خورشید پر نور تر دیده می شود.
خورشید منبع نور و حیات در منظومه شمسی است.تمام شکل هایی از انرژی که ما در منظومه شمسی می شناسیم،به نوعی به خورشید مرتبط می شوند.یعنی ما بر روی زمین فقط می توانیم انرژی را از شکلی به شکل دیگر تبدیل کنیم و این خورشید است که انرژی را تولید می کند.به این ترتیب شناخت درون وسطح این ستاره و پدیده هایی که در آن اتفاق می افتد،باید مهم باشد.به خصوص که از این چرخه 11ساله خبر داریم.ماهواره های زیادی به مطالعه خورشید پرداخته اند.یکی از آن ها ماهواره SOHOاست که ابزار های مختلفی دارد، می تواند سطح خورشید را طیف نگاری کندسرعت خروج گاز را حساب کند و... تا پی ببرند این چرخه از کجا ناشی می شود و چرا به وجود می آید؟...
درست شبیه به این پدیده را در زمین مشاهده می کنیم.در قطبین زمین پدیده ای به نام شفق های قطبی اتّفاق می افتد که ذرّات باردار خورشید در میدان مغناطیسی زمین به دام می افتند و زمانی که به سمت قطب شمال یا قطب جنوب حرکت می کنند دقیقاً با وضعیت لکه ها مواجه می شوند.یعنی میدان مغناطیسی می خواهد آن ها را به بیرون پرتاب کند.
نیروی میدان باعث می شود که فشار کمتری لازم داشته باشیم،چون این دو با هم باید گرانش را حنثی کنند.فشار کمتر یعنی دمای کمتردر گاز.در محل لکه ها دما در حدود800تا1200درجه پایین تر است.یعنی به طور متوسط روی سطح خورشید دما 6000درجه است،اما در محل لکه ها دما به 5000یا4800درجه هم می رسد.
ابعاد لکه ها بسیار زیاد است،اما دربرابر خورشید خیلی کوچکند.ابعاد آن در مقایسه با کره زمین در حدود چند ده برابر است.یعنی در داخل هر لکه چندین کره زمین جای می گیرد.هر چه لکه بزرگتر باشد طول عمر بیشتری دارد.طول عمر یک لکه ممکن است آنقدر زیاد باشد که به کمک آن دوران خورشید را تشخیص دهیم.یعنی همچنان که خورشید به دور خود می چرخد،شاهد حرکت لکه روی سطح آن باشیم.درواقع به کمک همین لکه ها می فهمیم که سرعت دوران خورشید در تمام عرض های جغرافیایی یکسان نیست.در استوا خورشید خیلی تند به دور خود می چرخد ولی در قطبین به نسبت کندتر است.لکه هایی که به استوا نزدیکترند سرعت بیشتر دارند و پس از 27تا28روز یک دور به دور خورشید می گردند.اما لکه هایی که در عرض های جغرافیایی بالا تری هستند کند تر می چرخند.در استوا و قطبین معمولاً لکه ای نمی بینیم،اما در عرض های میانه بین 30تا60لکه ها کاملاًَ واضحند.اختلاف بین سرعت دوران کاملاًدیده می شود،این به خاطر گازی بودن خورشید است.بین سرعت دوران وپدیده همرفت رابطه خیلی نزدیکی وجود دارد.اگر روی سطح خورشید را با یک ابزار مناسب و یک فیلتر مناسب نگاه کنیم،آثار همرفت را روی سطح آن می بینیم،یعنی با بالا آمدن گاز داغ به صورت حباب و متلاشی شدن این حباب ها روی سطح باعث درخشان شدن آن منطقه می شوند،از طرفی گاز های سردی که می خواهند به پایین بروند،تاریکتر دیده می شوند.اصطلاحاً به این نقاط گرانول می گویند(نقاط تاریک و روشن روی سطح خورشید).ابعاد گرانول ها در حدود چند هزار کیلو متر است.درواقع لکه یک گرانول بزرگ است.یعنی میدان مغناطیسی پلاسمای داغ را به دام انداخته به طوری که حباب ها به سطح می رسند در درون میدان به دام می افتند و نمی توانند به پایین برگردند در آنجا سرد می شوند و می مانند.به این ترتیب لکه یک قسمت سرد به نسبت جاهای دیگر خورشید است.همین پدیده باعث وجود لکه های داغ در اطراف لکه های سرد می شود.
ما نمی توانیم سطح ستارگان دیگر را ببینیم،حتی قوی ترین تلسکوپ ها هم نمی توانند جزئیات سطحی ستاره ای را تفکیک کنند.امّا روش هایی است که تشخیص لکه را روی سطح ستارگان دیگر آسان می کند.اگرلکه ای بزرگ روی سطح ستاره ای باشد،دوران ستاره باعث حرکت لکه از مقابل چشم ما می شود.نور ستاره تغییر می کند،اطلاعاتی که از طیف ستاره و همچنین تغییر نور آن به دست می آوریم،می توان نتیجه گرفت که این تغییرات نور مربوط به وجود لکه ای بزرک در سطح ستاره است.ممکن است ستاره هایی هم لکه های کوچکتری داشته باشند،اما بدون شک نمی توانیم آنها را ببینیم.
لکه ها درحدود5%سطح خورشید را پوشانده اند.در نتیجه تغییری در نور خورشید روی نمی دهد.اما اندازه لکه ها به وضعیت تحولی ستاره بستگی دارد.ستارگانی در رده طیفی O(ستارگانی با دمای بیش از 25000درجه کلوین)به طور کلی سطح مرده ای دارند.همرفت در سطح آن ها اتفاق نمی افتد.ستارگان به نسبت سردتر ستارگان فعال نامیده می شود(یعنی فعالیت مغناطیسی دارند).پدیده های زیادی روی سطح آن ها اتفاق می افتد از جمله آن ها به وجود آمدن لکه است.امکان وجود لکه های بزرگ در ستارگانی که دمای کمتری نسبت به خورشید دارند بیشتر است.ممکن است لکه آنقدر بزرگ باشد که از شدت نور ستاره بکاهد.
رابطه مستقیمی بین وجود لکه،همرفت و همچنین میدان مغناطیسی وجود دارد.می دانیم در سطح ستاره ای که همرفت اتفاق نمی افتد ابداً لکه ای وجود ندارد.از طرفی دیگر می دانیم هر 11 سال یک بار میدان مغناطیسی خورشید متلاطم می شود.اتفاقاتی در آن رخ می دهد که زیاد شدن لکه ها یکی از آن هاست.به نظر می رسد این چرخه با همرفت ودوران خورشید مرتبط باشد.همچنین می دانیم لکه ها تظاهرات مغناطیسی هستند.وقتی فعالیت مغناطیسی خورشید زیاد می شود،تعداد لکه ها هم زیاد می شودومی توانیم به راحتی لکه هارا از سطح خورشید ببینیم.گاهی اتفاق می افتد لکه ها هنگام غروب با چشم غیر مسلح قابل رؤیت هستند.
پدیده هایی روی زمین اتفاق می افتد که با این چرخه ارتباط دارند،چون دوره آن ها هم 11ساله است و هماهنگ با دوره فعالیت های خورشید تغییر می کنند.هنگام فعال شدن خورشید باد های خورشیدی زیاد می شود.بادهای خورشیدی ذرات بار دار وپر انرژی ای هستند که از سطح خورشید جدا می شوند،در منظومه شمسی حرکت می کنند و به زمین می رسند.مقداری از این ذرات در میدان مغناطیسی زمین به دام می افتند و پدیده شفق قطبی را به وجود می آورند.با زیاد شدن باد های خورشیدی،ارتباطات رادیویی دچار مشکل می شوند،به گونه ای که یونسفر زمین متلاطم می شود.(یونسفر از لایه های بالایی زمین که دارای ذرات باردارپر انرژی است.وظیفه آن منعکس کردن امواج رادیویی ارسال شده توسط فرستنده زمینی است.)
اتفاقات دیگری هم هست که اطلاعات زیادی از آن ها وجود ندارد.مثلاً شیوع برخی بیماری های پوستی براثر عبور بیشتر اشعه فرابنفش از لایه اوزون به وجود می آیند.
بر خلاف تصوری که ما داریم هنگام زیاد شدن لکه ها بر سطح خورشید،تابش خورشید هم زیاد می شود.این به علت وجود لکه های داغ و روشن است که دمای بیشتری نسبت به خورشید دارد.ما آنها را نمی توانیم ببینیم؛زیرا اختلاف دمای آنها با خورشید کم است و سطح گسترده ای دارد.تاثیر افزایش نوری که این لکه بر خورشید دارند،بیشتراز کاهش نور لکه های کم دما تر است،در نتیجه خورشید پر نور تر دیده می شود.
خورشید منبع نور و حیات در منظومه شمسی است.تمام شکل هایی از انرژی که ما در منظومه شمسی می شناسیم،به نوعی به خورشید مرتبط می شوند.یعنی ما بر روی زمین فقط می توانیم انرژی را از شکلی به شکل دیگر تبدیل کنیم و این خورشید است که انرژی را تولید می کند.به این ترتیب شناخت درون وسطح این ستاره و پدیده هایی که در آن اتفاق می افتد،باید مهم باشد.به خصوص که از این چرخه 11ساله خبر داریم.ماهواره های زیادی به مطالعه خورشید پرداخته اند.یکی از آن ها ماهواره SOHOاست که ابزار های مختلفی دارد، می تواند سطح خورشید را طیف نگاری کندسرعت خروج گاز را حساب کند و... تا پی ببرند این چرخه از کجا ناشی می شود و چرا به وجود می آید؟...
برگرفته از برنامه آسمان شب
