مفهوم الشمس

الشمس: هي نجم قزم، لونها أصفر، تحمل النِّظام الشَّمسيّ نتيجة جاذبيّتها، تحتفظ بكل الكواكب سواءً كانت كبيرة أو صغيرة، يتولَّد فيها تيارات كهربائيّة تقوم بتكوين مجال مغناطيسيّ ينفذ عن طريق الرياح الشمسيّة.

كما يؤدِّي إتصال وتفاعل الشَّمس مع الأرض إلى تكوين كل من: الفصول الأربعة، حركة تيارات المحيط، الطَّقس والمناخ، بالإضافة إلى تكوّن الشّفق والأحزمة الإشعاعيّة. كما يمكن تعريف الشَّمس على أنّها نجم مركزيّ للمجموعة الشمسيّة، كرويَّة الشكل، تحتوي بداخلها على البلازما الحارة التي تتشابك مع الحقل المغناطيسيّ.

تُعتبر الشَّمس جزء من المجرّة خاصةً مجرَّة درب التّبانه، بحيث يُشكل الهيدروجين ثلاث أرباع مكوِّنات الكتلة الشمسيّة، في حين تتكوَّن النسبة المُتبقيّة من الهيليوم بالإضافة إلى وجود كميّات ضئيلة جداً من العناصر الثقيلة كالأكسجين والكربون والحديد.

تظهر الشَّمس من على سطح الكرة الارضيّة باللون الأصفر على الرُّغم من أنّ لونها أبيض؛ وذلك بسبب النَّشر الإشعاعيّ في السَّماء لاللون الأزرق، كما أنّ الشَّمس أكثر بريقاً من باقي نجوم المجرَّة، بالإضافة إلى كونها أقرب النّجوم لسطح الأرض، وبالتالي فهي الأكثر لمعاناً بين الأجرام الأخرى.

ضوء الشمس

يُعتبر ضوء الشَّمس المصدر الرئيسي للطاقة على سطح الأرض، إضافةً إلى المواد الإنشطاريّة والتي تُعتبر مصدر للطاقة الحراريّة الأرضيّة؛ وذلك بسبب حدوث التّفاعلات النوويّة. حيث تقوم عمليّة البناء الضوئيّ بالتقاط الطّاقة المُنبعثة من ضوء الشمس، ليتم تحويلها بعد ذلك إلى طاقة كيميائيّة، حيث تُعدّ هذه الطريقة من العمليّات التي تحدث بشكل طبيعيّ ومستمر على سطح الارض.

ومن الممكن استخدام الطّاقة التي تنتج من ضوء الشَّمس في توليد طاقة كهربائيّة، وذلك من خلال القيام بعمليّة التسخين المباشر أو استخدام الخلايا الشمسيّة لتحويل الضوء إلى كهرباء، كما أنّ مصدر الطَّاقة المختزنة في النفط والوقود الأحفوري ناتج عن تحوُّل الطاقة الشمسيّة.

تكون الشمس

تكوّنت الشَّمس نتيجة وجود سحابة ضخمة وعملاقة من الغبار والغازات التي تُعرّف باسم السّديم الشمسيّ، لينهار بعد ذلك هذا السّديم نتيجة جاذبيته العالية التي حوّلته إلى قرص، ومن ثمَّ سُحبت جميع المواد التي يتكوَّن منها ذلك السّديم باتجاه المركز حتى تمَّ تشكيل الشَّمس.

تُعتبر الشَّمس من الأجسام التي تحتوي على كميّات كبيرة من الوقود النوويّ، الذي يسمح لها بالبقاء لمليارات السِّنين، حتى يكبر حجمها ليصبح عبارة عن عملاق أحمر، يبدأ هذا العملاق بالتّخلُّص من طبقاته الخارجيّة، ثمَّ ينهار اللُّب ليصبح قزماً أبيض، حتى تتلاشى ببطء شديد مُكوِّنةً مايُعرف بالقزم الأسود.

تحتوي الشَّمس على العديد من العناصر المختلفة، ومن أهمِّ وأكثر هذه العناصر وفرةً هو الهيدروجين الذي يمثل النسبة الأكبر من تكوّن الذرَّات لتصل هذه النسبة إلى أكثر من”90%”.

تمَّ تحديد شكل الشَّمس الخارجي عن طريق التفاعل الذي يحدث بين الرياح الشمسيّة والرياح القادمة من الفضاء خارج المدار، حيث يتمُّ تدفُّق الرياح الشمسيّة الخارجة من الشمس حتى تصل إلى جميع الاتجاهات وبسرعات عالية بالقرب من سطح الأرض.

خصائص الشمس

• تُعتبر الشمس نجم كبير، مليء بالغازات الحارقة، التي تُشكِّل نسبة كبيرة من كتلة النظام الشمسيّ الكبيرة.

• تبلغ درجة حرارة سطح الشَّمس مايقارب”10 الآف” درجة فهرنهايت، في حين تصل درجة حرارة نواة الشمس إلى مايزيد عن”28 مليون” درجة فهرنهايت.

• تحدث في داخل الشَّمس العديد من التّفاعلات التي تؤدِّي إلى حدوث اندماج نوويّ، ومن ثمَّ تحويل الهيدروجين إلى هيليوم لتوليد طاقة، حيث تقوم الفوتونات بحمل هذه الطَّاقة وإيصالها إلى الطبقات العليّا للشمس.

• ينقسم سطح الشَّمس إلى: غلاف ضوئيّ وهو سطح الشَّمس المرئيّ، بالإضافة إلى الغلاف اللونيّ، والهالة.

• يوجد على سطح الشَّمس بقع شمسيّة، تُعرَف هذه البقع على أنّها سمات باردة ومُظلمة، دائريّة الشّكل، تظهر في نفس الأماكن التي تنتشر فيها خطوط المجال المغناطيسيّ.

طبقات الشمس

• النواة: تحتوي على درجة حرارة وضغط كافيّة لحدوث انصهار نوويّ، حيث تُعتبر النواة الطبقة التي تنتج معظم طاقة الشمس الحراريّة من خلال حدوث عمليّة الإندماج النوويّ، بحيث تنتقل هذه الطّاقة بين الطَّقبات حتى تصل إلى الفوتوسفير.

• المنطقة الإشعاعيّة: تتميَّز هذه الطبقة بحرارتها العاليّة وكثافتها، حيث يتمُّ نقل حرارة النُّواة الكبيرة حتى تصل للخارج عن طريق عمليّة النقل الحراري الإشعاعيّ، كما أنّ هذه المنطقة لا يحدث فيها نقل بالحمل.

• خط السرعة: وهي المنطقة الناتجة من فصل الطَّبقة الإشعاعيّة عن طبقة الحمل، بحيث يحدّث فيها تغير حاد في نظام الدوران من دوران منتظم إلى دوران تفاضليّ.

• منطقة الحمل الحراري: تقوم التيارات الحراريّة بنقل المواد السَّاخنة وإيصالها إلى سطح الشمس، وعندما تبرُد هذه المواد يتمُّ حملُها إلى أسفل منطقة الحمل، لتكسب حرارة من أعلى منطقة الإشعاع.

• الغلاف الضوئيّ: يُعبّر عن سطح الشمس المرئيّ، أمّا التغيّر في الخصائص البصريّة للشمس ينتج بسبب تناقص كميّات الهيدروجين الذي يمتصُّ الضوء المرئيّ بسهولة.

• الغلاف الجويّ: وهو منطقة موجودة أعلى الغلاف الضوئيّ للشمس، يتمُّ رصده عن طريق تلسكوب حيث يقوم مبدأ عمله على أساس الطّيف الكهرومغناطيسيّ.

المسافة بين الشمس وباقي الكواكب

تبعُد الشمس عن الأرض بمسافة تُقدَّر بحوالي”150كم”، هذا يعني انّها بعيدة جداً عنّها، بحيث يحتاج الضوء الشمسيّ عدد من الدقائق حتى يصل إلى سطح الأرض.

كما أنّ المسافة بين الأرض والشمس تتغيّر بشكل دوريّ؛ بسبب بُعد الشمس عن مدار الأرض البيضاويّ، بحيث لا تدور الأرض حول الشّمس في دائرة كاملة، كما أنّها تكون أقرب إلى الشمس في فصل الشتاء خاصةً في نصف الكرة الشماليّ.

جميع الأجسام السماويّة تدور حول الشمس، لذلك تُعتبر الشَّمس قلب النظام الشمسيّ، حيث يبعُد كوكب عُطارد عن مدار الشمس بمسافة تزيد عن”40كم” هذا وهو الأقرب للشمس، في حين تبعُد الأجسام الأخرى عن الشمس بما يُقدَّر بحوالي”15″ تريليون كيلومتر.

أمّا كوكب المشتري فيبعُدّ عن الشمس بمسافة تبلغ حوالي”5″ وحدة فلكيّة، في حين تُقدَّر مسافة بُعد كوكب نبتون عن الشمس بحوالي”30″ وحدة فلكيّة، حيث يتمُّ قياس هذه المسافات باستخدام السنة الضوئيّة.

الوهج الشمسي وأنواعه

هو شكل ضخم، مُشّع، وغازيّ، يمتد من سطح الشمس إلى الخارج، في العادة يأخذ الشكل الحلقيّ، يكون مُتصلاً حتى يصل إلى طبقة الميزوسفير، ويبقى ممتدَّاً حتى يصل إلى طبقة التروبوسفير.

• وهج شمسيّ مُستقر: يأخذ تشكيلات عديدة، إلّا أنّها لا تتغير بشكل ملحوظ، تكون قريبة من البقع الشمسيّة، كما أنّها تنشأ من مجالات مغناطيسيّة تُبقيها على شكلها، حيث تنتقل المادَّة الموجودة في هذه التشكيلات عن طريق خطوط المجالات المغناطيسيّة الموجودة فوق الشمس.

• الوهج الإنفجاريّ: والذي يُعبِّر عن انفجار شمسيّ، يتم من خلاله انبعاث مواد جديدة وبسرعات محدَّدة إلى خارج الشَّمس، وبعد الانتهاء من الانفجار تعود هذه المواد إلى وضعها الطبيعيّ.

الأشعة الشمسية وأنواعها

هي مجموعة من الموجات الكهرومغناطيسيّة، يمكن رؤية جزء منها والذي يسمَّى بالضوء المرئي، أمَّا الأجزاء المُتبقيّة فلا يمكن رؤيتها بالعين المجرَّدة، بحيث تتميَّز الاشعة المرئية عن طيف الشمس بأنّها تتكون من أشعَّة لونيّة بدءاً من اللون الأحمر حتى الوصول إلى اللون البنفسجيّ وهي ألوان قوس قزح.

كما أنّ هذه الأشعة تقوم بحمل طاقة تختلف حسب طول موجتها، فمع ازدياد طول موجة الضوء تنخفض الطَّاقة الشمسيّة، ممَّا يعني أنّ الأشعة فوق البنفسجيّة هي أشعة ضارة لجلد الإنسان إذا تعرَّض إليّها بشكل طويل؛ وذلك لأنّ طاقتها عالية نسبيّاً، بحيث تسقط أشعَّة الشمس على سطح الأرض بعد مرورها خلال غلاف الأرض الجويّ الذي يعمل على امتصاص بعض منها حتى لا تصل كاملةً إلى السَّطح.

• الأشعة تحت الحمراء: ويمكن تسميّتها بالأشعة الحراريّة، وهي أشعَّة غير مرئيّة، لها دور مهم في نشاط الشمس الإشعاعيّ.

• أشعة ضوئية مرئيّة: تخترق هذه الأشعة الفضاء الكونيّ دون أن تتم مُلاحظتُها، ولكنّها تعمل على إنارة الجو والفضاء في النهار، بحيث تزداد قوّة إنارتها في وقت الظهيرة.

• الأشعة فوق البنفسجيّة: ويمكن تسميّتُها أيضاً بالأشعَّة الحيويّة، وهي اشعَّة غير مرئيّة، تُساعد في نمو النباتات والكائنات الحيّة، بالإضافة إلى أنّها تدخل في علاج العديد من الأمراض.