השמש היא הכוכב הקרוב ביותר אלינו. רק חלק אחד ממנה גלוי לעינינו, זוהי הפוטוספירה – שכבת פני השטח של השמש, שצבעה צהבהב. למרות זאת, הצליחו אסטרונומים לבנות מודל מפורט של מבנה השמש על בסיס מידע מדעי ממגוון תצפיות. אנו יודעים מהם החומרים המרכיבים את השמש ומהו מקור האנרגיה שלה. פענוח מבנה השמש הוא תהליך שבו מיושמת השיטה המדעית במטרה לחקור ולהכיר גופים שמיימיים מרוחקים. הספקטרוסקופיה מגלה את מרכיבי השמש. באמצעות קווי פליטה ספקטרלית, הנוצרים באזורים חמים של פוטוספרה השמש. קווי בליעה ספקטרלית הנוצרים בספקטרום השמש כתוצאה ממעבר קרינה מהשמש דרך שכבות של גז קריר יחסית העוטפות אותה. ניתוח מבנה אורכי הגל הייחודיים לשמש מראה כי המימן מהווה כ- 75% מסתה; ההליום תופס את מרבית המסה הנותרת, ופחות מ -2% מורכב ממסה מהווים יסודות כבדים יותר.
השמש נוצרה מהתכווצות של ענן גז בינכוכבי, תהליך שבסופו היו הטמפרטורות במרכז הענן גבוהות מאד. הסיבה לכך היתה המהירות הגבוהה שבה התנגשות אטומים במרכז הענן זה בזה. כיום השמש נראית ככדור יציב, שבו הטמפרטורה במרכזו היא כ- 15 מיליון מעלות קלווין והיא יורדת עד כדי 5700 מעלות קלווין בשוליו. בטמפרטורה מעל 10 מיליון קלווין, התנגשויות בין חלקיקים הן אלימות דיין כדי לגרום לתגובות גרעיניות שבהן יוצרים גרעיני מימן קלים גרעיני הליום כבדים. אנרגיה זו משוחררת ביעילות יוצאת דופן על ידי המרת מסה לאנרגיה. תהליך זה, הנקרא היתוך גרעיני, והוא שונה לחלוטין מביקוע גרעיני, שבו האנרגיה משתחררת חלוקה של גרעינים כבדים לגרעיני יסודות קלים יותר. אסטרונומים מאמינים שהתגובות הגרעיניות החשובות ביותר בליבת השמש הן סדרה הנקראת שרשרת פרוטון-פרוטון. בסיוע ההבנה של כמות האנרגיה האדירה הנובעת מתגובות גרעיניות, מדענים פתרו בעיה עתיקה הנוגעת לגיל השמש. אסטרונומים צופים כי השמש היא בת כ- 4.6 מיליארד שנים, כוכב בגיל העמידה, בערך במחצית דרכו בהמרת מימן להליום. היתוך גרעיני הוא מקור האנרגיה האוניברסלי. כל כוכב בכל גלקסיה ביקום פועל באמצעות תהליך זה.
באדיבות וויקיפדיה
אנרגיה נעה לאט מאוד מליבת השמש אל פניה. כאשר הפוטונים מתפזרים החוצה, הם ממירים אנרגיה של קרני רנטגן לאנרגיה של קרינה הנראית לעין. האנרגיה מועברת ממרכז השמש לשכבות החיצוניות על ידי שני תהליכים: קרינה – דרך העברה ישירה של קרינה אלקטרומגנטית, הסעה – תנועות המזיזות כמויות של חומר חם לאזורים קרים יותר, ומתרחשות באזורים גז או נוזל. השמש רוטטת ומתנודדת בדפוסים רבים, נושא הנקרא סייסמולוגיה סולרית. נראה שלשמש יש יתרון ברור, בשל אטימות הגז ממנו בנויה השמש לקרינה. למעשה, כתוצאה מכך יורדת הטמפרטורה באופן רציף עם הגדלת המרחק ממרכז השמש, ללא שינויים פתאומיים.
מעבר לשפת השמש הנראית בצילום, בתחום הנראה, נמצאות עוד שתי שכבות הכרומוספירה והקורונה החמה והדלילה. זרימת האנרגיה דרך השמש יוצרת הפרעות אלימות על פני השטח, ומייצרת תופעות כגון: התפרצויות גזים, זיקוקים וכתמי שמש. כתמי השמש משתנים במחזור של 22 שנה, והם ביטוי לשינויים נרחבים בשדה המגנטי של השמש. חלקיקים נורים מן השמש אל החלל יוצרים רוח סולרית, אשר משפיעה גם על כדור הארץ, למשל הופעת זוהר הקוטב, הפרעות קשר ותופעות אחרות. השמש היא מקור האנרגיה של החיים על פני כדור הארץ. אנרגיה השמש גם מאפשרת את אורח החיים הטכנולוגי שלנו. אנרגיה סולארית מציעה משאב בלתי מוגבל שעשוי להחליף את התלות שלנו בדלקים מאובנים. בנוסף, שינויים עדינים במאפייני השמש עלולים להשפיע עמוקות על האקלים של כדור הארץ בדרכים שאנו רק מתחילים להבין.
Author: Chris Impey