Dzięki jakim zjawiskom Słońce emituje światło?
Temu właśnie przyjrzymy się w tym krótkim artykule.
Dobra robota!?
Jak świeci Słońce?
Słońce lub jakakolwiek inna gwiazda „świeci” lub „płonie” dzięki procesowi syntezy termojądrowej, a nie reakcji chemicznej, takiej jak sztuczne oświetlenie na naszej planecie.
Ponieważ Słońce jest bardzo masywne, ma ogromną grawitację, a jego jądro podlega ogromnym poziomom ciśnienia i ciepła. To ciśnienie i ciepło są tak wysokie w jądrze Słońca (około 15 milionów ° C), że protony atomów wodoru, które w większości składają się na Słońce, zderzają się ze sobą z wystarczającą prędkością, aby się skleić lub „stopić”, tworząc jądra helu. Faktycznie, cztery jądra wodoru muszą się stopić, aby wytworzyć jedno jądro helu, choć w rzeczywistości jest to bardziej skomplikowany trzyczęściowy proces (wodór do deuteru, deuter do helu-3 i hel-3 do helu).
Masa netto stopionych jąder helu jest jednak w rzeczywistości nieco mniejsza niż suma mas atomów wodoru, które je tworzą, a ta niewielka ilość utraconej masy jest przekształcana w ogromną ilość energii, zgodnie z relacją równoważności masy i energii E = mc². Aby dać wyobrażenie o skali tego procesu, w każdej sekundzie każdego dnia nasze Słońce przekształca około 700 milionów ton wodoru w około 695 milionów ton helu. Brakujące 5 milionów ton jest przekształcane w energię odpowiadającą detonacji około 100 miliardów jednomegatonowych bomb, czyli dwieście milionów razy więcej niż wybuch całej broni jądrowej, która kiedykolwiek eksplodowała na Ziemi.
Proces fuzji jądrowej uwalnia zatem ogromne ilości energii, początkowo w postaci fotonów gamma, które przechodzą przez wnętrze Słońca w wyniku połączenia promieniowania i konwekcji, a następnie są wypromieniowywane z powrotem w przestrzeń kosmiczną w postaci energii elektromagnetycznej, w tym światła widzialnego. Proces ten emituje również promieniowanie cząsteczkowe, znane jako „wiatr gwiezdny”, stały strumień naładowanych elektrycznie cząstek, takich jak wolne protony, cząstki alfa i beta, a także stały strumień neutrin. To właśnie wewnętrzne ciśnienie tego procesu syntezy jądrowej zapobiega dalszemu zapadaniu się Słońca pod wpływem własnej grawitacji (stan równowagi hydrostatycznej).
Wodór jest zdecydowanie najpowszechniejszym pierwiastkiem w Słońcu (i we wszechświecie jako całości), a hel jest drugim najpowszechniejszym pierwiastkiem. Gwiazda spędza większość swojego życia, znanego jako faza „ciągu głównego”, łącząc wodór w hel, ale w większych, gorętszych gwiazdach hel, który gromadzi się w jądrze, staje się coraz bardziej skompresowany i gorący, aż atomy helu zaczynają się łączyć, tworząc tlen i węgiel. Gwiazdy te nieustannie tworzą cięższe pierwiastki z lżejszych: hel z wodoru, tlen z helu i tak dalej. Jednak nawet w największych gwiazdach proces ten zatrzymuje się na bardzo stabilnym pierwiastku żelaza, który nie łączy się łatwo z cięższymi pierwiastkami. W tym momencie wewnętrzne ciśnienie grawitacyjne przejmuje kontrolę, miażdżąc rdzeń i prowadząc do wybuchu supernowej i powstania gwiazdy neutronowej lub czarnej dziury.
Mamy nadzieję, że te informacje pomogły ci dowiedzieć się więcej o naszym Słońcu.
Do zobaczenia wkrótce w Le Petit Astronaute!
Odkryj nasz następny artykuł: gdzie jest ziemia we wszechświecie?
>