Matahari ialah sfera besar gas panas yang menghasilkan tenaga dan cahaya yang sangat besar serta menjadikan kehidupan di Bumi mungkin.
Objek angkasa ini adalah yang terbesar dan paling besar dalam sistem suria. Dari Bumi ke sana, jaraknya adalah dari 150 juta kilometer. Ia mengambil masa kira-kira lapan minit untuk haba dan cahaya matahari sampai kepada kami. Jarak ini juga dipanggil lapan minit cahaya.
Bintang yang memanaskan bumi kita terdiri daripada beberapa lapisan luar seperti fotosfera, kromosfera dan korona suria. Lapisan luar atmosfera Matahari mencipta tenaga pada permukaan yang menggelegak dan meletup keluar dari bahagian dalam bintang, dan dikenal pasti sebagai cahaya matahari.
Komponen lapisan luar Matahari
Lapisan yang kita lihat dipanggil fotosfera atau sfera cahaya. Fotosfera ditandai dengan butiran plasma yang terang dan mendidih dan tompok matahari yang lebih gelap dan sejuk yang berlaku apabila medan magnet matahari menembusi permukaan. Bintik-bintik muncul dan bergerak melintasi cakera Matahari. Memerhati pergerakan ini, ahli astronomi menyimpulkan bahawa peneraju kitaberputar di sekeliling paksinya. Memandangkan Matahari tidak mempunyai tapak pepejal, kawasan yang berbeza berputar pada kelajuan yang berbeza. Kawasan khatulistiwa melengkapkan bulatan penuh dalam masa kira-kira 24 hari, manakala putaran kutub boleh mengambil masa lebih daripada 30 hari (untuk melengkapkan putaran).
Apakah fotosfera itu?
Fotosfera juga merupakan sumber nyalaan suria: nyalaan yang menjangkau ratusan ribu batu di atas permukaan Matahari. Nyalaan suria menghasilkan letupan sinar-X, ultraungu, sinaran elektromagnet dan gelombang radio. Sumber sinar-X dan pelepasan radio adalah terus daripada korona suria.
Apakah kromosfera itu?
Zon yang mengelilingi fotosfera, yang merupakan kulit luar Matahari, dipanggil kromosfera. Kawasan sempit memisahkan korona daripada kromosfera. Suhu meningkat secara mendadak di kawasan peralihan, daripada beberapa ribu darjah dalam kromosfera kepada lebih sejuta darjah dalam korona. Kromosfera memancarkan cahaya kemerahan, seperti daripada pembakaran hidrogen panas lampau. Tetapi rim merah hanya boleh dilihat semasa gerhana. Pada masa lain, cahaya dari kromosfera biasanya terlalu samar untuk dilihat terhadap fotosfera terang. Ketumpatan plasma menurun dengan cepat, bergerak ke atas dari kromosfera ke korona melalui kawasan peralihan.
Apakah korona suria? Perihalan
Ahli astronomi tanpa jemu menyiasat misteri korona solar. Macam mana dia?
Ini ialah atmosfera Matahari atau lapisan luarnya. Nama ini diberi keranabahawa penampilannya menjadi jelas apabila gerhana matahari penuh berlaku. Zarah dari korona memanjang jauh ke angkasa dan, sebenarnya, mencapai orbit Bumi. Bentuknya ditentukan terutamanya oleh medan magnet. Elektron bebas dalam gerakan korona di sepanjang garis medan magnet membentuk banyak struktur yang berbeza. Bentuk yang dilihat dalam korona di atas bintik matahari selalunya berbentuk ladam, seterusnya mengesahkan bahawa ia mengikut garisan medan magnet. Dari bahagian atas "lengkungan" sedemikian, pita panjang boleh memanjang, pada jarak diameter Matahari atau lebih, seolah-olah beberapa proses menarik bahan dari bahagian atas gerbang ke angkasa. Ini melibatkan angin suria, yang bertiup ke luar melalui sistem suria kita. Ahli astronomi telah menamakan fenomena tersebut sebagai "topi keledar serpentin" kerana persamaannya dengan topi keledar bergerigi yang dipakai oleh kesatria dan digunakan oleh beberapa askar Jerman sebelum 1918
Mahkota diperbuat daripada apa?
Bahan dari mana korona suria terbentuk adalah sangat panas, terdiri daripada plasma jarang. Suhu di dalam korona adalah lebih daripada sejuta darjah, secara mengejutkan jauh lebih tinggi daripada suhu di permukaan Matahari, iaitu kira-kira 5500 °C. Tekanan dan ketumpatan korona jauh lebih rendah daripada atmosfera Bumi.
Dengan memerhatikan spektrum korona suria yang boleh dilihat, garis pancaran terang ditemui pada panjang gelombang yang tidak sepadan dengan bahan yang diketahui. Dalam hal ini, ahli astronomi telah mencadangkan kewujudan "coronium"sebagai gas utama dalam korona. Sifat sebenar fenomena ini kekal menjadi misteri sehinggalah didapati bahawa gas koronal dipanaskan melebihi 1,000,000 °C. Dengan suhu yang begitu tinggi, dua unsur dominan, hidrogen dan helium, tidak mempunyai elektronnya sepenuhnya. Malah bahan-bahan kecil seperti karbon, nitrogen dan oksigen dilucutkan kepada nukleus kosong. Hanya juzuk yang lebih berat (besi dan kalsium) dapat mengekalkan beberapa elektronnya pada suhu ini. Pembebasan daripada unsur terion tinggi ini yang membentuk garis spektrum kekal menjadi misteri kepada ahli astronomi awal sehingga baru-baru ini.
Kecerahan dan fakta menarik
Permukaan suria terlalu terang dan, sebagai peraturan, atmosfera surianya tidak boleh diakses oleh penglihatan kita, korona Matahari juga tidak dapat dilihat dengan mata kasar. Lapisan luar atmosfera sangat nipis dan lemah, jadi ia hanya boleh dilihat dari Bumi pada masa gerhana matahari berlaku atau dengan teleskop koronagraf khas yang menyerupai gerhana dengan menutup cakera suria yang terang. Sesetengah coronograf menggunakan teleskop berasaskan darat, yang lain dijalankan pada satelit.
Kecerahan korona suria dalam sinar-X adalah disebabkan suhunya yang sangat besar. Sebaliknya, fotosfera suria memancarkan sinar-X yang sangat sedikit. Ini membolehkan korona dilihat merentasi cakera Matahari apabila kita memerhatikannya dalam sinar-X. Untuk ini, optik khas digunakan, yang membolehkan anda melihat x-ray. ATPada awal 1970-an, stesen angkasa pertama AS, Skylab, menggunakan teleskop sinar-X, yang dengannya korona suria dan bintik matahari atau lubang dapat dilihat dengan jelas buat kali pertama. Sepanjang dekad yang lalu, sejumlah besar maklumat dan imej mengenai korona Matahari telah disediakan. Dengan bantuan satelit, korona suria menjadi lebih mudah diakses untuk pemerhatian Matahari yang baharu dan menarik, ciri-ciri dan sifat dinamiknya.
Suhu Matahari
Walaupun struktur dalaman teras suria tersembunyi daripada pemerhatian langsung, ia boleh disimpulkan menggunakan pelbagai model bahawa suhu maksimum di dalam bintang kita ialah kira-kira 16 juta darjah (Celsius). Fotosfera - permukaan Matahari yang boleh dilihat - mempunyai suhu kira-kira 6000 darjah Celsius, tetapi ia meningkat dengan sangat mendadak daripada 6000 darjah kepada beberapa juta darjah dalam korona, di kawasan 500 kilometer di atas fotosfera.
Matahari lebih panas di bahagian dalam berbanding di luar. Bagaimanapun, atmosfera luar Matahari, korona, sememangnya lebih panas daripada fotosfera.
Pada akhir tiga puluhan, Grotrian (1939) dan Edlen mendapati bahawa garis spektrum aneh yang diperhatikan dalam spektrum korona suria dipancarkan oleh unsur-unsur seperti besi (Fe), kalsium (Ca) dan nikel (Ni) pada tahap pengionan yang sangat tinggi. Mereka membuat kesimpulan bahawa gas koronal sangat panas, dengan suhu melebihi 1 juta darjah.
Persoalan mengapa korona matahari begitu panas kekal sebagai salah satu teka-teki astronomi yang paling menarik.sepanjang 60 tahun yang lalu. Belum ada jawapan yang pasti untuk soalan ini.
Walaupun korona suria tidak seimbang panas, ia juga mempunyai ketumpatan yang sangat rendah. Oleh itu, hanya sebahagian kecil daripada jumlah sinaran suria yang diperlukan untuk memberi makan kepada korona. Jumlah kuasa yang dipancarkan dalam sinar-X hanya kira-kira satu juta daripada jumlah kilauan Matahari. Soalan penting ialah bagaimana tenaga diangkut ke korona dan mekanisme apa yang bertanggungjawab untuk pengangkutan itu.
Mekanisme untuk menghidupkan korona suria
Beberapa mekanisme kuasa korona yang berbeza telah dicadangkan selama ini:
- Gelombang akustik.
- Gelombang magneto-akustik badan yang laju dan perlahan.
- Jasad gelombang alfven.
- Gelombang permukaan magneto-akustik yang perlahan dan laju.
- Arus (atau medan magnet) ialah pelesapan.
- Aliran zarah dan fluks magnet.
Mekanisme ini telah diuji secara teori dan eksperimen dan sehingga kini hanya gelombang akustik telah diketepikan.
Ia belum lagi dikaji di mana sempadan atas mahkota berakhir. Bumi dan planet lain dalam sistem suria terletak di dalam korona. Sinaran optik korona diperhatikan pada 10-20 jejari suria (berpuluh juta kilometer) dan bergabung dengan fenomena cahaya zodiak.
Permaidani Solar Corona Magnetik
Baru-baru ini, "permaidani magnet" telah dikaitkan dengan teka-teki pemanasan korona.
Pemerhatian resolusi spatial tinggi menunjukkan bahawa permukaan Matahari dilitupi dengan medan magnet lemah yang tertumpu di kawasan kecil kekutuban bertentangan (magnet permaidani). Kepekatan magnetik ini dipercayai sebagai titik utama tiub magnet individu yang membawa arus elektrik.
Pemerhatian terbaru tentang "permaidani magnet" ini menunjukkan dinamik yang menarik: medan magnet fotosfera sentiasa bergerak, berinteraksi antara satu sama lain, melesap dan keluar untuk tempoh masa yang sangat singkat. Penyambungan semula magnet antara medan magnet kekutuban bertentangan boleh mengubah topologi medan dan membebaskan tenaga magnet. Proses penyambungan semula juga akan menghilangkan arus elektrik yang menukar tenaga elektrik kepada haba.
Ini ialah idea umum tentang cara permaidani magnetik mungkin terlibat dalam pemanasan koronal. Walau bagaimanapun, tidak boleh dipertikaikan bahawa "permaidani magnet" akhirnya menyelesaikan masalah pemanasan koronal, kerana model kuantitatif proses itu belum lagi dicadangkan.
Bolehkah Matahari padam?
Sistem suria sangat kompleks dan belum diterokai sehinggakan kenyataan sensasi seperti: “Matahari akan segera padam” atau, sebaliknya, “Suhu Matahari meningkat dan tidak lama lagi kehidupan di Bumi akan menjadi mustahil” terdengar tidak masuk akal nak cakap sikit. Siapa yang boleh membuat ramalan sedemikian tanpa mengetahui dengan tepat mekanisme apadi tengah-tengah bintang misteri ini?!
