Με ποια φαινόμενα ο ήλιος εκπέμπει φως;
Αυτό θα εξετάσουμε σε αυτό το σύντομο άρθρο.
Καλή εξερεύνηση;
Πώς λάμπει ο ήλιος;
Ο Ήλιος, ή οποιοδήποτε άλλο άστρο για την ακρίβεια, “λάμπει” ή “καίγεται” χάρη σε μια διαδικασία θερμοπυρηνικής σύντηξης και όχι σε μια χημική αντίδραση όπως ο τεχνητός φωτισμός στον πλανήτη μας.
Επειδή ο Ήλιος έχει μεγάλη μάζα, έχει μεγάλη βαρύτητα και ο πυρήνας του υπόκειται σε τεράστια επίπεδα πίεσης και θερμότητας. Αυτή η πίεση και η θερμότητα είναι τόσο υψηλές στον πυρήνα του Ήλιου (περίπου 15 εκατομμύρια °C) ώστε τα πρωτόνια των ατόμων υδρογόνου που αποτελούν σε μεγάλο βαθμό τον Ήλιο συγκρούονται μεταξύ τους με αρκετή ταχύτητα ώστε να κολλήσουν μεταξύ τους ή να “συντηρηθούν” και να δημιουργήσουν πυρήνες ηλίου. Πράγματι, τέσσερις πυρήνες υδρογόνου πρέπει να συντηρηθούν για να παραχθεί ένας πυρήνας ηλίου, αν και στην πραγματικότητα πρόκειται για μια πιο περίπλοκη διαδικασία τριών τμημάτων (υδρογόνο σε δευτέριο, δευτέριο σε ήλιο-3 και ήλιο-3 σε ήλιο).
Πάντως, η καθαρή μάζα των πυρήνων ηλίου που συντήκονται είναι στην πραγματικότητα ελαφρώς μικρότερη από το άθροισμα των μαζών των ατόμων υδρογόνου που τους αποτελούν, και αυτή η μικρή ποσότητα χαμένης μάζας μετατρέπεται σε τεράστια ποσότητα ενέργειας, σύμφωνα με τη σχέση ισοδυναμίας μάζας-ενέργειας E = mc². Για να δώσουμε μια ιδέα της κλίμακας αυτής της διαδικασίας, κάθε δευτερόλεπτο κάθε ημέρας ο Ήλιος μας μετατρέπει περίπου 700 εκατομμύρια τόνους υδρογόνου σε περίπου 695 εκατομμύρια τόνους ηλίου. Οι 5 εκατομμύρια τόνοι που λείπουν μετατρέπονται σε ενέργεια που ισοδυναμεί με την έκρηξη περίπου 100 δισεκατομμυρίων βομβών του ενός μεγατόνου, ή διακόσιες εκατομμύρια φορές την εκρηκτική ισχύ όλων των πυρηνικών όπλων που έχουν εκραγεί ποτέ στη Γη. Και αυτό συμβαίνει κάθε δευτερόλεπτο.
Η διαδικασία της σύντηξης απελευθερώνει επομένως τεράστια ποσά ενέργειας, αρχικά με τη μορφή φωτονίων ακτίνων γάμμα, τα οποία διέρχονται από το εσωτερικό του Ήλιου μέσω ενός συνδυασμού ακτινοβολίας και συναγωγής και στη συνέχεια ακτινοβολούνται πίσω στο διάστημα με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας, συμπεριλαμβανομένου του ορατού φωτός. Η διαδικασία αυτή εκπέμπει επίσης σωματιδιακή ακτινοβολία, γνωστή ως “αστρικός άνεμος”, ένα συνεχές ρεύμα ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων, όπως ελεύθερα πρωτόνια, σωματίδια άλφα και σωματίδια βήτα, καθώς και ένα συνεχές ρεύμα νετρίνων. Η εσωτερική πίεση αυτής της διαδικασίας πυρηνικής σύντηξης είναι αυτή που εμποδίζει τον Ήλιο να καταρρεύσει περαιτέρω κάτω από τη δική του βαρύτητα (κατάσταση υδροστατικής ισορροπίας).
Το υδρογόνο είναι μακράν το πιο κοινό στοιχείο στον Ήλιο (και στο σύμπαν συνολικά) και το ήλιο το δεύτερο πιο κοινό στοιχείο. Ένα αστέρι περνά το μεγαλύτερο μέρος της ζωής του, γνωστό ως φάση της “κύριας ακολουθίας” του, συγχωνεύοντας το υδρογόνο σε ήλιο, αλλά στα μεγαλύτερα, θερμότερα αστέρια το ήλιο που συσσωρεύεται στον πυρήνα συμπιέζεται και θερμαίνεται όλο και περισσότερο, έως ότου τα άτομα του ηλίου αρχίσουν να συγχωνεύονται για να σχηματίσουν οξυγόνο και άνθρακα. Αυτά τα αστέρια δημιουργούν επομένως συνεχώς βαρύτερα στοιχεία από ελαφρύτερα: ήλιο από υδρογόνο, οξυγόνο από ήλιο, και ούτω καθεξής. Ωστόσο, ακόμη και στα μεγαλύτερα άστρα, η διαδικασία αυτή σταματά στο εξαιρετικά σταθερό στοιχείο σίδηρος, το οποίο δεν συντήκεται εύκολα για να σχηματίσει βαρύτερα στοιχεία. Σε αυτό το σημείο, η εσωτερική πίεση της βαρύτητας αναλαμβάνει δράση, συνθλίβοντας τον πυρήνα και οδηγώντας σε έκρηξη σουπερνόβα και στη δημιουργία ενός αστέρα νετρονίων ή μιας μαύρης τρύπας.
Ελπίζουμε ότι αυτές οι πληροφορίες σας βοήθησαν να μάθετε περισσότερα για τον ήλιο μας.
Τα λέμε σύντομα στο Le Petit Astronaute!
Ανακαλύψτε το επόμενο άρθρο μας: Πού βρίσκεται η γη στο σύμπαν;”