خورشيــــــــــــد [مقاله]

مناطق فعال خورشیدی
افزون بر کلف ها، نشانه های دیگری که بر فعالیت های خورشیدی دلالت دارند، بر چهره کره مزبور دیده می شود که زبانه ها مشعل درخته ها روشنه ها و ریسه را می توان از آن جمله به شمار آورد.
روشنه ها:
نام روشنه از آنها اقتباس گردیده که اصل کلمه (یعنی پلاژ) در زبان فرانسه به مفهوم منطقه ای از ساحل دریا بکار می رود که به دلیل سپیدی دانه های شن و ماسه نور خورشید را به شدت منعکس نمود و پهنه های سفید و روشنی را در دیده مجسم می سازد و همانند لکه هائی تابناک و روشن در زمینه رنگینکره جلوه گر می شوند. روشنه های تقریباً بر درخته های رخشانکره منطبق بوده و بیانگر مناطقی هستند که فروتنی بسیار زیاد دما از ویژگی آنهاست و عارضه تابناکی بنام تاج خورشید بر فراز آنها قرار گرفته است. روشنه ها بازگو کننده مناطقی هستند که از میدان مغناطیسی نیرومندی برخوردار بوده و ازجمله نشانه های بارز فعالیت های خورشید بشمار می آیند. این پدیده ها همانند درخته های رخشانکره پیش از پیدایش کلف های خورشیدی بر سطح کره مزبور آشکار می گردند و تا مدتی پس از ناپدید شدن لکه های خورشیدی همچنان برجای می مانند، به همین مناسبت از اصطلاحی چون درخته های رنگینکره نیز می توان برای معرفی این پدیده استفاده نمود.
تصور بر این است که درخشندگی روشنه ها به فزونی فوق العاده زیاد جریان انرژی به درون جو خورشید مربوط بوده و همچنین با قدرت فراوان و شدت بسیار زیاد نیروی میدان مغناطیس در ارتباط باشند.
برخلاف لکه های خورشیدی که ظاهراً به دلیل شدت میدان مغناطیس (که به 2000 تا 2000 گاوس بالغ می گردد) از جریان مواد داغ به قیمت سایه جلوگیری شده است. روشنه ها از میدان مغناطیسی ضعیف تری (حدود 100 تا 200 گاوس) برخوردار بوده و راه را برای پیدایش پدیده تابناکی بنام تاج خورشیدی که بر فراز آنها جای دارد. هموار ساخته اند.
ریسه ها:
همانطوری که از نام آنها پیداست، عبارت از رشته ها و با خط های دراز و خنثی ای هستند (همانند خطی که مناطق مغناطیسی را از نظر تمایلات قطبی از هم جدا می سازد) که اغلب برای چندین ماه (بطور عادی 6 تا 10)به حیات خویش ادامه داده و گاه بلافاصله پس از ظهور ناپدید می گردند و کوتاه مدتی بعد دوباره از محل نخستین آشکار می شوند.
ریسه ها در واقع لوله ها و یا حلقه هائی از مواد نسبتاً متراکم و غلیظی هستند که دمای آنها کما بیش همان با رنگینکره بوده و برقراری گروه کلف ها و در زیر تاج خورشیدی جای دارند. ریسه ها را بیشتر بدان جهت در قرص خورشید می توان دید که نور را به خود جذب کرده و به سان رشته هائی تاریک بر چهره تابناک این ستاره فروزان جلوه گر شده اند، با وجود این ریسه هائی که در کنار لبه های قرص خورشید قرار می گیرند، از تاج های زمینه خورشید صدبار درختان تر بوده و گویای آن هستند که بای در زمره عوارض گسیلشی بشمار آیند و پیشگامان زبانه های خورشیدی محسوب گردند.

باد خورشیدی
دانشمندان قرن نوزدهم ، خورشید را سرچشمه جویباری از ذرات ابر گونه‌ای که در فضای بین سیارات روان است، می‌پنداشتند و بر این اعتقاد بودند که پدیده‌هائی چون فروغهای قطبی و توفانهای مغناطیسی (که اختلالاتی را در میدان مغناطیس زمین موجب می‌گردد.) از برخورد ابر گونه مزبور با جو زمین پدید می‌آیند.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
نظریات
این نظریه در سال 1900 بوسیله الیور لوچ انگلیسی چاپ و منتشر گردید و حدود سی سال بعد یعنی در سال 1932 جی. بارتلز خاطر نشان ساخت که ارتباطی میان توفانهای مغناطیسی و فعالیت مشعلهای خورشیدی موجود نیست و احتمالاً این پدیده را بایستی با دوره چرخش 27 روزه خورشید مربوط دانست. به گمان بارتلز اختلالات مغناطیسی زمین بر اثر فعالیت مناطقی از خورشید که آنها را مناطق می‌نامید، ایجاد می‌گردد.
نتایج حاصله از بررسی دنباله یا گیسوی ستارگان دنباله‌دار بر نظریه گسیلش ذرات خورشیدی نیرو بخشید و در سال 1958 ای.ان پارکر ثابت نمود که ذراتی از تاج خورشیدی جدا گردیده و از هر سو در فضای بین سیارات به حرکت در می‌آیند و پدیده‌ای را به نام باد خورشیدی بوجود می‌آورند. به گمان پارکر ، دمای فوق العاده زیاد تاجهای خورشیدی ، فشارهای زیادی را موجب گردیده و به جریان برونسوی مواد خورشیدی می‌انجامد.
از آنجائی که هیچ مانع خارجی در سر راه مواد مزبور وجود ندارد. لذا از سرعت جریان آنها کاسته می‌گردد و به سان گلوله‌ای که در سراشیب غلطان است، همچنان به راه خود ادامه می‌دهند. منشأ این پدیده همانا تاج خورشیدی است که بسا در سرشت خود همواره در انبساط و پراکنش بوده و برای جایگزینی مواد از دست رفته از لایه‌های زیرین خویش تغذیه می‌کند. اما اینکه مکانیسم تغذیه دقیقاً چگونه عمل می‌کند؟ هنوز به درستی روشن نیست.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
نتایج بدست آمده از کاوشهای فضائی کشورهایی چون اتحاد جماهیر شوروی و آمریکا (بویژه مارینر2) مداومت باد خورشیدی را ثابت می‌سازد و با آغاز عصر فضا ، تحقیق در زمینه آشنایی با این مکانیسم با جدیت هر چه تمامتر دنبال می‌گردد و هر روز بر آگاهی با در مورد شناخت پدیده باد خورشیدی افزوده می‌شود.
ویژگیهای باد خورشیدی
باد خورشیدی بطور پیوسته و با سرعت بین 200 تا 900 کیلومتر در ثانیه در فضای میان سیارات می‌وزد (رقم بین 400 تا 500 کیلومتر در ثانیه را می‌توان سرعت متوسط بادهای خورشید محسوب داشت) و ذراتی که بوسیله باد خورشیدی حمل می‌شوند حدود 4 تا 5 روز وقت لازم دارند تا به زمین برسند. باد خورشیدی شامل تعدادی الکترون و پروتون همراه با مقدار کمی یون های سنگین می‌باشد.
مهمترین ذرات باد خورشیدی در فاصله خورشید تا زمین را ذرات آلفا (هسته هلیوم) تشکیل می‌دهند که حدود 4 تا 5 درصد مجموع ذرات را به خود اختصاص داده‌اند. تراکم متوسط این ذرات چیزی حدود در متر مکعب است که این رقم با فاکتوری معادل بیش از صد در تغییر است. (به طور مثال تراکم ذرات مزبور در سطح دریای زمین برابر در متر مکعب می باشد).
دمای پلاسمای باد خورشیدی که بر حسب پراکنش سرعت ذرات بیان می‌گردد. در نزدیکیهای زمین حدود کلوین است. با این ترتیب ظاهراً زمین در لفافی از پلاسمای بسیار گداخته و بسیار رقیق پوشیده شده، این وضعیت نشان می‌دهد که خورشید از جرم خود حدود کیلوگرم در ثانیه می‌کاهد و آن را به پدیده‌ای بنام باد خورشیدی مبدل می‌سازد. با این روند مدتی معادل حدود سال وقت لازم است تا تمام جرم خورشید بر باد رود. جالب اینجاست که این مدت تقریباً 10 بار طولانی‌تر از مدت زمان آغاز پیدایش و فعالیت خورشید تا زمان حاضر است.

چگونگی تعیین دمای خورشید
خورشید یک راکتور هسته‌ای طبیعی بسیار عظیم است که ماده در آنجا بر اثر همجوشی هسته‌ای به انرژی تبدیل می‌شود و هر روز حدود 350 میلیارد تن از جرمش به تابش تبدیل می‌شود، دمای داخلی آن حدود 15 میلیون درجه سانتیگراد است. انرژیی که بدین ترتیب به شکل نور مرئی ، فرو سرخ و فرابنفش به ما می‌رسد 1 کیلو وات بر متر مربع است. خورشید به توپ بزرگ آتشین شباهت دارد که صد بار بزرگتر از زمین است.
این ستاره‌ها از گازهای هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. گازها انفجارهای بزرگی را بوجود می‌آورند و پرتوهای قوی گرما و نور را تولید می‌کنند. این پرتوها از خورشید بسوی زمین می‌آیند. در طول راه ، یک سوم آنها در فضا پخش می‌شوند و بقیه بصورت انرژی گرما و نور به زمین می‌رسند. می‌دانیم که سرعت نور 300000 کیلومتر در ثانیه است. از سوی دیگر ، 8 دقیقه طول می‌کشد که نور خورشید به زمین برسد، بنابراین می‌توان فاصله خورشید تا زمین را حساب کرد. در این مسیر طولانی ، مقدار زیادی از نور و گرمای خورشید از دست می‌رود، اما همان اندازه‌ای که به زمین می‌رسد، کافی است تا شرایط مناسبی برای زندگی ما و جانوران و گیاهان بوجود آید.
کوره خورشید
این دشواریهای حل نشدنی که هنگام بحث درباره ساختن کوره‌های حرارتی هسته‌ای بر روی زمین پیش می‌آید در مورد خورشید که خود به منزله یک کوره غول پیکری است وجود ندارد. این کوره فلکی عملا یک دیواره گازی دارد که همان قشرهای خارجی جرم خورشید است که در نتیجه نیروهای جاذبه موجود میان ذرات در مجاورت یکدیگر نگاه داشته شده‌اند. به علاوه نیروهای جاذبه وسیله آن بوده‌اند تا درجه حرارت ابتدائی خورشید بدان اندازه فزونی یابد تا فعل و انفعالات حرارتی هسته امکانپذیر باشد.
خورشید در آغاز زندگی توده عظیمی از گاز نسبتا سرد بوده است که به تدریج بر اثر انقباضات ثقلی پیوسته گرم و گرمتر شده است. به محض آنکه درجه حرارت مرکزی این خورشید در حال انقباض به اندازه‌ای رسید که برای آغاز شدن فعل و انفعلات هسته‌ای کافی بود. آزاد شدن انرژی هسته‌ای از انقباض بیشتر جرم خورشید جلوگیری کرد و خورشید به حالت پایدار فعلی خود در آمد.
منبع انرژی خورشیدی
با اندازه گیری شار خورشیدی تابشی در بالای جو زمین می‌توان قدرت دریافتی کل انرژی از خورشید را محاسبه کرد. که حدود 1.8x1011 مگا وات است. البته تمام این انرژی به سطح زمین نمی‌رسد، مقداری از آن جذب لایه‌های اتمسفر می‌شود. ماده در عالم اساساً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده که قسمت اعظم آن بین ستارهها و کهکشانها توزیع شده است. نیروی جاذبه متقابل بین ذرات سبب تراکم گاز و گرد غبار شده و این تراکم ابر ستاره‌ای را بوجود می آورند. انرژی پتاسیل گرانشی سبب ازدیاد دمای داخل ستاره شده و آن هم باعث افزایش چگالی ستاره شده ، در نتیجه دمای داخل آن افزایش می‌یابد تا یک حالت پلاسمای خورشیدی بخود بگیرد.
تعیین دمای خورشید
یک روش به نام قانون وین ، از طول موج تابش حداکثر peak [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] در طیف خطی نور خورشید ،استفاده می کند. دما به درجه کلوین برابر است با: 2.9x106nonometers / [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] peak
روش دیگر از انرژی که به زمین می‌رسد و قانون عکس مربع استفاده می‌کند. شار انرژی مقدار انرژی عبوری از یک واحد سطح (مثلاَ یک متر مربع) در هر ثانیه می‌باشد. با استفاده از قانون عکس مربع درخشندگی نور ، داریم:

شارژ خورشیدی در فاصله زمین = شارژ سطح خورشید × (شعاع خورشید/فاصله تا زمین) 2 =1380 وات بر متر مربع

از آنجائی که نور کره خورشید ، تقریباَ یک رادیاتور حرارتی است:


شارژ انرژی در سطح آن = (دمای سطح خورشید) 4 × [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

که [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] ثابت استفان - بولترمن می‌باشد. با باز آرائی معادله


{دمای نور کره = (شعاع خورشید/فاصله خورشید تا زمین) 2 ×( [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] /شارژ خورشیدی در زمین)}4/1

این دو روش دمای خشنی در حدود 5800K را می‌دهد. لایه‌های بالایی نور کره سردتر و کم چگالتر از لایه‌های عمیقتر می‌باشند، بنابراین در طیف خورشید ، طیف جذبی را می‌بینید که طیف جذبی عناصر ، موجود است و قدرت آنها ، بطور حساسی به دما بستگی دارند. می‌توان از قدرتهای طیف جذبی ، به عنوان یک ردیاب قوی دما استفاده کرده و دمائی حدود 5840k را اندازه گرفت.
چرا تاج خورشید از سطح گرمتر است؟
در حالت معمولی ، انرژی گرمایی از منطقه گرمتر منتقل می‌شود، در حدود نیم قرن ، اخترشناسان در پی دریافتن توجیهی برای این مطلب بودند. در حال حاضر کمیسیونی مشترک از آژانس فضایی اروپا و ناسا از طریق رصدخانه خورشیدی و فضاپیمای SOHO به دنبال حل این معما هستند. تجهیزاتی که بر روی فضاپیماها تعبیه شده است نشان می‌دهد که در سطح خورشید حلقه‌های مغناطیسی دچار تغییرات سریعی می‌شوند که با درخشندگی گازهای داغ تاج خورشید در ارتباطند.
آلن تایتل از انستیتوی تحقیقات فضایی کالیفرنیا می‌گوید: حدس می‌زنم که روند اساسی گرم شدن تاج خورشید را کشف کردیم، اما هنوز دقیقا نمی‌دانیم که به چه صورت عمل می‌کند. در طی چند روز ، میدانهای مغناطیسی در منطقه‌ای به وسعت کالیفرنیا ظاهر و سپس ناپدید می‌شوند. انرژی این میدانها برابر با انرژی حاصل از هزاران سد (Hoover Dams) در طی هزاران سال می‌باشد. زمانی که این میدانها از بین می‌روند، جریانهای الکتریکی وسیعی تولید می‌شود که بر روی تاجها مساعد عمل می‌کنند. این جریانها شبیه حرارتی هستند که توسط یک حباب روشنایی ایجاد می‌شود و این انرژی خیلی بیش از آن مقداری است که برای گرم کردن تاج لازم است.

همجوشی خورشیدی
واکنش گرما هسته‌ای
برای رسیدن به واکنش همجوشی در مقیاس بزرگ نیاز به گازی در دمای فوق العاده بالا (پلاسما) است. که حرکت گرمایی کاتوره‌ای شدید سبب برخوردهای مکرر در سرعت زیاد می‌‌شود. این گونه واکنشهای همجوشی در پلاسما را واکنشهای گرما هسته‌ای گویند.
دمای لازم برای شروع همجوشی باید در حدود دمای مرکز خورشید ، 15x106 کلوین یا بیشتر باشد.
زنجیر پروتون – پروتون
خورشید راکتور هسته‌ای عظیمی است که در آن هسته‌های هیدروژن موجود به هم جوش می‌‌خورند ، تا هسته‌های هلیوم حاصل شوند. این سوخت گرما هسته‌ای هیدروژن ، فرایندی سه مرحله‌ای را می‌‌پیماید که به آن زنجیره پروتون - پروتون می‌‌گویند.
مراحل مختلف زنجیره پروتون - پروتون
مرحله اول:
مرحله اول شامل همجوشی دو پروتون است که به تشکیل یک دوتریوم و بیرون انداختن همزمان یک پاد الکترون و یک نوترینو ختم می‌‌شود. پاد الکترون تقریبا بلافاصله با یکی از بیشمار الکترونها موجود در پلاسما برخورد می‌‌کند و با آن الکترون نابود می‌‌شود و به گسیل دو پرتو گاما می‌‌انجامد.

1H + 1H → 2H + e + γ 1.19mev

مرحله دوم:
مرحله بعدی شامل همجوشی هیدروژن با دوتریوم و تولید 3He است.

1H + 2H →3H + e + γ 1.19mev

مرحله سوم:
عبارت است از همجوشی دو هسته 3He که به تشکیل هلیوم معمولی (4He) و بیرون اندازی همزمان دو پروتون پر انرژی ختم می‌‌شود. چون در مرحله پایانی به دو دسته 3He نیاز است ، برای آنکه مرحله پایانی بتواند یکبار روی دهد، لازم است که مراحل پیشین دوبار قبلا روی داده باشند. به ‌این ترتیب زنجیره پروتون – پروتون چهار پروتون مصرف می‌‌کند تا یک هسته 4He ایجاد کند.
نوترینو حاصل در مرحله اول:
در مرحله اول زنجیره پروتون - پروتون نوترینو آزاد می‌‌شود. به این ترتیب ، مرکز خورشید نه تنها منبع گرماست، بلکه چشمه شار فراوانی از نوترینو‌ها هم هست. چون برهمکنش نوترینوها با ماده خیلی ضعیف است ، ماده موجود در خورشید (و در زمین) برای نوترینوها تقریبا شفاف است ، واین ذرات بدون هیچ مانعی از مرکز خورشید به خارج جاری می‌‌شوند.
چرخه کربن
سوزاندن گرما هسته‌ای هیدروژن داخل خورشید ممکن است از طریق یک فرآیند شش مرحله‌ای که به آن چرخه کربن گویند، انجام پذیرد.

(1H + 12C → 13N + γ (1.95MeV

(13N → 13C + -e + r(2.22 MeV

(1H + 13C → 14N + γ (7.54 MeV

(1H + 14N → 15O + (7.35 MeV

(15O → 15N + -e + γ (2.71 MeV

(11H + 15N → 14C + 6He (4.96 MeV

در آخرین مرحله مجددا کربنی تولید می‌‌شود که در مرحله اول تخریب شده است. به این ترتیب کربن یک چرخه را از سر می‌‌گذراند، کربن صرفا به عنوان یک کاتالیزور عمل می‌‌کند که مقدار متوسط آن ثابت می‌‌ماند. انرژی آزاد شده به ازای هر پروتون مصرفی تقریبا برابر زنجیر پروتونی است.
فرآیند غالب در خورشید
در خورشید ، فرایند همجوشی غالب همانا زنجیره پروتون – پروتون است ، اما در ستارگان داغتر از خورشید ، فرایند غالب چرخه کربن است. دلیل تغییر فرآیند غالب این است که در دماهای معمولی بالاتر (و سرعتهای بالاتر) برای پروتون تسلط برسد قوی کولنی 12C ساده‌تر می‌‌شود و این امر منجر به این می‌‌شود که واکنش در مرحله اول چرخه کربن ، با آهنگ سریعتری انجام پذیرد.

اندازه گیری جرم خورشید
اطلاعات مربوط به جرم ستارگان از مسائل بسیار مهم به شمار می‌رود. تنها راهی که برای تخمین جرم یک ستاره در دست داریم آن است که حرکت جسم دیگری را که بر گرد آن دوران می‌کند مورد مطالعه قرار دهیم. ولی فاصله عظیمی که ما را از ستارگان جدا می‌کند، مانع آن است که بتوانیم سیارات متعلق به همه انها را ببینیم و حرکت آنها را مورد مطالعه قرار دهیم.
عده زیادی ستاره موجود است که جفت جفت زندگی می‌کنند و آنها را منظومه‌های مزدوج یا دو ستاره‌ای می‌نامند. در چنین حالات بایستی حرکت نسبی هر یک از دو ستاره مزدوج مستقیما مطالعه شود، تا از روی دوره گردش آنها جرم نسبی هر یک بدست آید. در حضور ارتباط میان جرم و نورانیت ستارگان ، نخستین بار بوسیله سر آرتور ادینگتون اظهار شد که نورانیت ستاره‌ها تابع معینی از جرم آنها است، و این نورانیت با زیاد شدن جرم به سرعت ترقی می‌کند.
تعیین جرم ستارگان
از کمیتهای مهم که در شناخت ستاره کمک می‌کند جرم یک ستاره است. تفاوت جرم ستارگان بسیار کم است و جرم بیشتر ستارگان 1.5 تا 5 برابر جرم خورشید است. سنگینترین ستاره شناخته شد به نام دانشمندان آمریکایی هندی دری پر نام گذاری شده ، جرمی 113 برابر جرم خورشید را دارد. سبکترین ستاره شناخته شده 1.5 برابر جرم خورشید را دارد. هیچ روشی مستقیمی برای تعیین جرم ستارگان وجود ندارد ولی چندین روش غیر مستقیم برای تعیین جرم ستارگان وجود دارد یک از این روشها در مورد ستارگان دوتایی بکار می‌رود.
تعیین جرم ستارگان دوتایی
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
ستاره دوتایی بصری (دیدگانی) به مجموع دو ستاره گفته می‌شود که در مجاورت یکدیگر قرار داشته باشند و تحت تأثیر نیروی گرانشی به دور مرکز جرم مشترکشان گرانش کنند تا کنون در حدود 600000 دوتایی شناخته شده است. روش اصلی تعیین جرم یک ستاره دوتایی بر مبنای قانون کپلر است که برابر است با مجموع دو جرم ، فاصله بین آنها و دوره تناوب حرکت انتقالی را به هم مربوط می‌سازد. فاصله ستاره دوتایی با اندازه گیری معدل فاصله قابل تعیین است.
برای محاسبه تک تک ستارگان هر جفت ، رصدهای دیگری باید انجام داد. این رصدها به حرکت مطلق را ستاره حول گرانیگاه مشترک مربوط می‌شود از روی مدار بیضی که می‌پیمایند نیست جرم تعیین می‌شود که همراه با مجموع جرم دو ستاره تعیین می‌شود. نوع دیگر از ستارگان دوتایی ، دوتایی طیفی است. این نوع ستاره حتی با تلسکوپ به صورت واحد دیده می‌شود و فاصله آنها بسیار کم است و فاصله آنها از خورشید زیاد است و می‌توان به گونه‌ای که گفته شد جرم این نوع ستاره دوتایی را نیز بدست آورد.
جرم ستارگان چگال
این روش برای ستارگانی است که گرانش سطحی آنها بسیار زیاد است. به عنوان مثال در کوتوله‌های سفید گرانشی سطحی بسیار زیاد است که گرانش زیاد آن از چگالی زیاد آن ناشی می‌شود. جرم این نوع ستارگان را می‌توان به کمک نظریه نسبت عمومی انیشتین محاسبه کرد.
خورشید
خورشید ، ستاره درخشان روز ، یک عنصر معمولی آسمان پر ستاره است. فقط یک ستاره از صد میلیارد ستاره‌ای است که راه شیری را می‌سازند. اگر خورشید چندین میلیارد کیلومتر دورتر از ما بود، مانند ستارگان معمولی عجیب و غریبی در آسمان وجود دارند، ولی خورشید ما جزو آنها نیست. به سبب نزدیک بودن به زمین ، خورشید ستاره‌ای بی همتا برای گیاهان ، جانوران و انسان است. گرما و نور آن ، پنج هزار میلیون سال است که بر زمین می‌تابد و باز هم ادامه خواهد داشت. از این رو همه موجودات زنده زمین ، حیات خود را به خورشید مدیون هستند.
گرانش خورشید ، شدیدتر از گرانش زمین است. اگر انسان بتواند بر آن گام بگذارد، حدود 2 تن وزن خواهد داشت. البته این حادثه ناممکن است، چرا که خورشید سطح جامد ندارد و دمای آن به 6000 درجه سانتیگراد می‌رسد. این دما ، بیشتر از دمای ذوب هر ماده شناخته شده است. دمای سطح خورشید خیلی زیاد به نظر می‌رسد، ولی درون آن بسیار داغ تراست. تمامی این کره از گاز سوزان است. در مرکز ، دما به شانزده میلیون درجه سیلسیوس می‌رسد.

تولید انرژی از خورشید
چگونه می‌توانیم از گرمای خورشید برای تولید انرژی استفاده کنیم. آیا از نور خورشید نیز می‌توان انرژی بدست آورد. برای اینکار از باتری خورشیدی استفاده می‌شود که نور خورشید را می‌گیرد و برق تولید می‌کند. باتریهای خورشیدی از ماده‌ای بنام سیلیسیوم ساخته می‌شود. هر باتری خورشیدی برق بسیار ناچیزی تولید می‌کند. برای همین معمولا باید از تعداد زیادی باتری کنار هم استفاده شود تا مقدار برقی که بدست می‌آید، مفید و مناسب باشد.
این باتریهای خورشیدی براحتی تعمیر می‌شوند و نگهداری آنها ساده است و محیط را نیز آلوده نمی‌کنند. با استفاده از باتریهای خورشیدی می‌توان دستگاههایی چون تلویزیون ، تلفن و پمپ آب را بکار انداخت. در جاهایی که روزهای طولانی و آفتاب درخشان دارند، حتی می‌توان تمام برق مورد نیاز را از باتریهای خورشیدی گرفت. باتریهای خورشیدی خیلی سبک هستند و به راحتی می‌توان آنها را به دهکده‌های دور افتاده برد. مردمی که همیشه در حرکت هستند نیز می‌توانند این باتریها را همراه داشته باشند و هر کجا که می‌روند از برق آنها استفاده کنند. مثلا گروههای پزشکی که برای درمان مردم به صحراها و جاهای دور افتاده می‌روند، باتریهای خورشیدی را برای روشن نگه داشتن یخچالهایشان بکار می‌گیرند تا داروها سالم و خنک بمانند.
با ساختن نیروگاههای خورشیدی بزرگ می‌توان مقدار زیادی برق تولید کرد. البته این نیروگاهها در جاهایی مفید هستند که روزهای طولانی و آفتابی دارند. نیروگاه خورشیدی محیط را آلوده نمی‌کند، چون انرژی لازم را از خورشید می‌گیرد و نیازی به سوزاندن سوختهای فسیلی ندارد. با استفاده از یک نیروگاه خورشیدی بزرگ ، برق مورد نیاز تمام خانه های یک شهر کوچک تولید می‌شود.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
نیروی خورشیدی – برای امروز و همیشه
در نیروگاه خورشیدی ، با استفاده از نیروی بخار ،‌ برق تولید می‌شود. تعداد زیادی آینه را بکار می‌گیرند تا نور خورشید را بر روی یک دیگ بخار بتابانند که در لوله‌های درون آن مایعی مثل روغن جریان دارد. روغن حرارت خورشید را می‌گیرد و آنقدر گرم می‌شود که می‌تواند آب دیگ را به بخار تبدیل کند. بخار توربین را به چرخش در می‌آورد. توربین هم ژنراتور را می‌چرخاند و برق تولید می‌شود.
سولاروان نام نیروگاه خورشیدی بزرگی است که در کالیفرنیای آمریکا ساخته شده است. این نیروگاه برج بسیار بلندی دارد. در بالای برج یک دیگ بخار قرار گرفته است. تعداد زیادی آینه اطراف برج روی زمین چیده شده‌اند و نور خورشید را بر دیگ می‌تابانند. به این ترتیب ، آب دیگ به بخار تبدیل می‌شود و بخار هم برای تولید برق مورد استفاده قرار می‌گیرد.
روی دیوار یک ساختمان بزرگ 10 طبقه تعداد زیادی آینه قرار داده‌اند که یک آینه بشقابی بزرگ بوجود آمده است. این آینه انرژی خورشید را از منطقه‌ای وسیع جمع آوری می‌کند و بر برجی می‌تاباند که کوره دورن آن قرار دارد. آینه‌هایی که روی تپه مقابل قرار گرفته‌اند، خورشید را دنبال می‌کنند و پرتوهایی آن را بر آینه بشقابی بزرگ می‌تابانند. جالب است بدانید که تعداد این آینه‌ها حدود 11000 عدد است. نیروی خورشید وقتی مفیدتر خواهد بود که بتوانیم آن را ذخیره کنیم. استخر خورشیدی می‌تواند گرمای خورشید را تا ساعتها پس از غروب آن ذخیره و نگهداری کند. این استخر سرپوشیده پوشش سیاه رنگی دارد که گرمای خورشید را می‌گیرد. آب استخر دارای نمک است که مقدار آن در عمق استخر بیشتر می‌شود.
لایه‌های بالایی آب نمک کمتری دارند از خروج گرمای لایه پایینی که گرم و داغ شده است جلوگیری می‌کنند. ساختن این استخرها و استفاده از آنها ساده است. راههای زیادی برای استفاده از انرژی و نیروی خورشید وجود دارد. نیروی خورشید پاکیزه است و می‌توانیم انرژی مورد نیازمان را از آن بگیریم. ذغال سنگ ، نفت و گاز هوا را آلوده می‌کنند و سرانجام یک روز تمام می‌شوند.اما خورشید به درخشش خود ادامه می‌دهد و نیروی آن همیشگی و ماندنی است.
واژه نامه:
باتری خورشیدی
وسیله یا دستگاهی است که نور خورشید را مستقیما به الکتریسیته یا برق تبدیل می کند. ماهواره‌هایی که به فضا فرستاده می‌شوند، انرژی مورد نیازشان را از تعداد زیادی از همین باتریها می‌گیرند. بعضی ماشین حساب‌ها با باتری خورشیدی هم کار می‌کنند. در نقاط دور افتاده که برق ندارند، با استفاده باتری خورشیدی می‌توان دستگاههایی مثل تلویزیون یا یخچال را بکار انداخت و امروزه دانشمندان ماشینها و حتی هواپیماهایی ساخته‌اند که نیروی خود را از باتری خورشیدی می‌گیرند.
توربین
دستگاهی که شبیه چرخ آب است و وقتی آب یا بخار با فشار به پره‌های آن برخورد می‌کند، به چرخش در می‌آید. این دستگاه انرژی جنبشی آب را می‌گیرد و به حرکت چرخشی تبدیل می‌کند.
ژنراتور
دستگاهی است که انرژی مکانیکی (حرکت چرخشی) را می‌گیرد و به انرژی الکتریکی یا برق تبدیل می‌کند. معمولا ‌این حرکت چرخشی از یک توربین به ژنراتور منتقل می‌شود.
سوخت فسیلی
فسیل کلمه‌ای خارجی (لاتین) و به معنی چیزی است که از زمین بیرون آورده می‌شود. غال سنگ ، نفت و گاز را سوخت فسیلی نامیده‌اند، چون از دل زمین بیرون آورده می‌شوند. سوختهای فسیلی در طول میلیونها سال بوجود آمده‌اند. جانوران و گیاهان ، پس از مرگ ، در زیر لایه‌های سنگ و خاک قرار گرفته‌اند و سالهای زیادی زیر فشار مانده‌اند تا به این سوختها تبدیل شده‌اند. بنابراین ، اگر سوختها به همین ترتیب مصرف شوند، سرانجام روزی تمام خواهند شد و در این مدت ، ذخیره جدیدی جای آن را پر نخواهد کرد.
عایق
ماده‌ای که از عبور گرما یا الکتریسیته جلوگیری می‌کند. عایقهای خوب گرمایی عبارتند از چوب پنبه و پشم شیشه. لاستیک ، پلاستیک و شیشه هم عایقهای خوبی برای الکتریسیته هستند. هوا هم تا حدودی عایق گرماست و به همین دلیل در بعضی از ساختمانها پنجره‌ها را دو لایه یا دو جداره می‌سازند تا هوای بین آنها از ورود و خروج گرما جلوگیری کند. عایقهای گرمایی معمولا جلوی ورود و خروج صدا را هم می‌گیرند.
کوره آفتابی
کوره آفتابی با استفاده از انرژی خورشید گرم می شود (در کوره‌های دیگر ، نوعی سوخت را می‌سوزاند تا گرمایش به کوره منتقل شود.) معمولا با استفاده از تعداد زیادی آینه ، پرتوهای نور خورشید را جمع آوری و پرقدرت می‌کنند و مجموعه آنها را بر روی کوره می‌تابانند تا دمایش خیلی بالا رود. ذره بین وسیله‌ای است که همین کار را انجام می‌دهد. شاید دیده باشید که وقتی ذره بین را مقابل خورشید می‌گیریم و مجموعه پرتوهای آنرا به صورت یک نقطه مثلا روی پوست یا کاغذ می‌تابیم، آن قدر حرارت ایجاد می‌شود که پوست می‌سوزد و یا کاغذ آتش می‌گیرد.
نیروگاه خورشیدی
نیروگاه مخصوصی که برای تولید برق از انرژی گرمایی خورشید استفاده می کند. از این انرژی برای گرم کردن یک کوره آفتابی استفاده می‌شود که بخار لازم را تولید می‌کند. از این مرحله به بعد ، کار همانند نیروگاههای دیگر انجام می‌شود: بخار ، توربینها را می‌چرخاند و توربین هم ژنراتورها را بکار می‌اندازد تا برق تولید شود.

کاربردهای انرژی خورشیدی
وابستگى شدید جوامع صنعتى به منابع انرژى ، بویژه سوختهاى نفتى و بکار گیرى و مصرف بى‌رویه آنها سبب شده ، این منابع که در قرنهاى متمادى در زیر لایه‌هاى زیرین زمین تشکیل شده ، تخلیه شود. انرژیهاى فسیلى مانند نفت و زغال سنگ پایان پذیر و تجدید ناپذیر هستند، اما انرژیهاى نو یا جانشین از جمله باد ، آب و خورشید چنین نیستند. خورشید یکى از منابع مهم تجدید ناپذیر انرژى است که به فناوریهاى پیشرفته و پرهزینه نیاز ندارد و مى‌تواند به عنوان یک منبع مفید و تأمین کننده انرژى در بیشتر نقاط جهان بکار گرفته شود.
استفاده از این انرژى برخلاف انرژى هسته‌اى ، خطرى ندارد و براى کشورهاى فاقد منابع انرژى زیرزمینى ، مناسبترین راه براى دستیابى به نیرو و رشد و توسعه اقتصادى است. هم اکنون از انرژى خورشیدى بوسیله سیستمهاى مختلف و براى اهداف گوناگون استفاده و بهره گیرى مى‌شود که مهمترین آنها سیستمهاى فوتوبیولوژیک، شیمى خورشیدى (Helios Chemical) ، گرماى خورشیدى (Helios Thermal) ، برق خورشیدى (Helios Electrical) ، سیستمهاى فتوشیمیایى ، سیستمهاى فوتوولتاییک، سیستمهاى حرارتى و برودتى هستند.
انرژى خورشید به کمک آیندگان می‌شتابد.
نیروگاه هاى خورشیدى که انرژى خورشید را به برق تبدیل مى کنند، در آینده با مزیت هایى که در برابر نیروگاه هاى فسیلى دارند، مشکل برق و تا حدودى مشکل کم آبى را بویژه در دوران تمام شدن نفت و گاز حل خواهند کرد و بطور مسلم تأسیس و بکار گیرى برجهاى نیرو ، زمینه لازم را براى خودکفایى و قطع وابستگى کشور فراهم خواهد کرد. تولید برق بدون مصرف سوخت ، نیاز نداشتن به آب فراوان ، آلوده نکردن محیط زیست ، استهلاک کم و عمر زیاد از مزیتهاى بارز برجهاى نیرو و نیروگاههاى خورشیدى نسبت به نیروگاههاى فسیلى و اتمى است.
لزوم استفاده از انرژى خورشیدى
فناورى ساده ، کاهش آلودگى هوا و محیط زیست و از همه مهمتر ذخیره شدن سوختهاى فسیلى براى آینده با تبدیل آنها به مواد پردازش با استفاده از تکنیک پتروشیمى ، از دلایل لزوم استفاده از انرژى خورشیدى در کشور هستند. با افزایش قیمت نفت در سال 1973 کشورهاى پیشرفته صنعتى مجبور شدند، به استفاده از انرژیهاى جانشین جدیتر بیندیشند. کشورهاى صنعتى به این نتیجه رسیده‌اند که با بهینه سازى مصرف انرژى در صنایع و ساختمانها ، مصرف انرژى را مى‌توان 30 تا 40 درصد کاهش داد.
بررسیهاى بانک جهانى حاکى است که اگر کشورهاى در حال توسعه ، سیاستهاى بهینه سازى مصرف انرژى را بکار مى‌گرفتند، تا سال 1990 مى‌توانستند 4 میلیون بشکه در روز صرفه جویى کنند. کارشناسان معتقدند با استفاده از سیاستهاى بهینه سازى مصرف انرژى ، ضمن کاهش مصرف انرژى منافعى مانند: کاهش آلودگى هوا بویژه در شهرهاى بزرگ ، صرفه جویى در سرمایه گذارى در ساخت نیروگاهها ، پالایشگاهها و سیستم گازرسانى به میزان میلیاردها دلار در سال ، طولانى شدن عمر ذخایر نفتى ، ایجاد اشتغال در کشور ، کم هزینه بودن و نگهدارى آسان ، عاید کشور خواهد شد.
ناگفته نماند با احتساب مصرف بیش از یک میلیون بشکه معادل نفت در روز ، بیش از یک میلیارد دلار درآمد ارزى در سال نصیب کشور خواهد شد. ایران با عرض جغرافیایى 25 تا 45 شمالى در منطقه مناسبى براى دریافت انرژى خورشیدى قرار دارد. میزان انرژى که زمین در یک ساعت از خورشید دریافت مى‌کند، بیش از انرژى مصرفى جهان دریک سال است. انرژى خورشیدى با بهره گیرى از روشها و وسایل ویژه به تولید برق با استفاده از حرارت خورشید مى‌پردازد که حرارت نیز پس از گذار از یک یا چند مرحله به انرژى الکتریکى تبدیل مى‌شود.
پاک بودن این سیستم ، توجه بسیارى از کشورها و دولتهاى جهان را به خود معطوف کرده تا آنجا که انگلستان اخیرا با الزامى کردن استفاده از صفحات خورشیدى در ساختمانهاى در حال ساخت، گامى بلند و موثر در بهینه سازى مصرف انرژى برداشته است. از هنگامى که منابع هیدروکربن و زغال سنگ چرخه تولید انرژى را در دست گرفت، بواسطه ارزان و در دسترس بودن آن از توجه به انرژى کاسته شد. در ایران ، ارزانى و فراوانى بیش از حد هیدروکربون سبب شده تا به انرژى خورشیدى توجه کمتر مبذول شود.
انواع نیروگاههای خورشیدی:
نیروگاههاى خورشیدى داراى انواع گوناگون و تفکیک پذیر هستند: نیروگاههایى که مستقیم با دریافت انرژى خورشید آنرا به انرژى الکتریکى تبدیل مى‌کنند و نیروگاههایى که پس از دریافت انرژى خورشید آنرا به گرما و پس از گذشت یک روند خاص ، به الکتریسیته تبدیل مى‌کند. سیستمهایى که از انرژى خورشید بهره مى‌برند، شامل سیستم فتوولتایى (PV) و سیستمهاى گرما شیمیایى ، تولید هیدروژن از انرژى خورشید است. در سیستم فتوولتایى که در اصل براى کاربردهاى فضایى ابداع و تکمیل شده بودند، انرژى نورى را مستقیم به انرژى الکتریکى تبدیل مى‌کنند.
این فناورى بر اساس این نظریه «اثر فوتوالکتریک» انیشتین شکل گرفته که نور سبب مى‌شود الکترونها از هم جدا شوند. توسعه PV براى کاربردهاى زمینى در هنگام نخستین بحران نفت در دو زمینه بسیار متفاوت آغاز شد:
یکى در زمینه فناوریهاى تمرکزى است که در آن کاهش هزینه‌ها با استفاده از جانشینى سطح PV بوسیله سطح عدسى صورت مى‌گیرد و دیگرى براى کاهش هزینه‌هاى مدولهاى PV با استفاده از ساخت صنعتى با حجم زیاد است. در سیستمهاى گرما شیمیایى و نورشیمیایى نیز از انرژى خورشید براى القاى واکنشهاى شیمیایى استفاده مى‌کنند تا کیفیت محصولات موجود را افزایش دهند یا محصولات کاملا جدیدى را بسازند. گرما شیمیایى به استفاده از گرما براى رانش واکنشها اطلاق مى شود و نور شیمیایى به استفاده مستقیم فوتونها مانند بخش ماوراى بنفش طیف خورشید اطلاق مى‌شود. تولید هیدروژن از انرژى خورشید نیز به توجه ویژه نیاز دارد، زیرا هیدروژن سوخت تمام نشدنى و سازگار با محیط است.
انرژى خورشیدى (نیازها و محدودیتها)
برخى انرژیهاى تجدید پذیر را تنها امید بقاى کره زمین دانسته‌اند، در حالى که عده‌اى آنرا منبعى حاشیه‌اى با ظرفیت محدود به حساب مى‌آورند. از سویى منابع سوخت فسیلى پایان پذیر و تجدیدناپذیر است و باید از انرژیهاى تجدید پذیر که به رغم منابع فسیلى ، منافع زیست محیطى فراوانى در بر دارد بیشتر بهره جست. انرژى خورشیدى ، نتیجه فرآیند پیوسته همجوش هسته‌اى در خورشید است و هم اکنون کل منبع انرژى خورشیدى 10 هزار برابر مصرف انرژى کنونى بشر است، اما اندک بودن شدت این توان و تنوع زمانى و جغرافیایى آن ، مشکلات عمده‌اى را فراهم کرده که سهم این انرژى را در برابر کل انرژى محدود مى‌کند.
با این حال ، در کشورهایى که هزینه انرژى معمولى به دلیل مالیات زیاد است و دولت تلاش زیادى براى ترغیب مردم به استفاده از انرژى خورشیدى مى‌کند، بازار براى سیستمهاى حرارتى خورشیدى کم دما رونق دارد. با آنکه کل منبع انرژى خورشیدى این امکان بالقوه را دارد که سهم عمده اى در تأامین انرژى جهانى در آینده داشته باشد، دلایل زیادى وجود دارد که سهم استفاده از آن را در 20 سال آینده بسیار محدود مى‌کند.
اهمیت این محدودیت ، همراه با الگوهاى مصرف و اولویتهاى ملى تغییر مى‌یابد. یکى از محدودیتهاى عمده در استفاده از انرژى خورشیدى ، عدم کارآیى اقتصادى سیستمهاى خورشیدى اولیه در برابر سیستمهاى تکامل یافته با سوخت فسیلى است که با افزایش قیمت سوختهاى معمولى و اقتصادى تر کردن دستگاههاى خورشیدى با حجم تولید بیشتر ، گرایش به استفاده از این گونه انرژى را مى‌توان شتاب بخشید. در کنار محدودیتهاى اقتصادى لازم است انرژى خورشیدى و مزیتهاى استفاده از آنرا با آموزش در محتواى فرهنگى زندگى مردم و به منظور ارتقاى سطح آگاهى آنان وارد ساخت که به سرمایه گذارى و توجه دولت به بخش خصوصى نیاز دارد. محور دیگر معادله اجتماعى انرژى خورشیدى ، توسعه مهارتهاى فنى در میان طراحان ، نصابان و تعمیر کاران بسیارى از دستگاههایى است که بطور وسیع در سراسر جهان توزیع مى‌شوند.
با توجه به دورنماى فراگیرى انرژى خورشیدى و با توجه به کل سرمایه در دسترس براى سرمایه گذارى در انرژى خورشیدى که در 30 سال آینده به 10 درصد کل سهام انرژى جهان محدود خواهد شد، به این نتیجه مى‌توان رسید که انرژى خورشیدى دست کم زودتر از سال 2020 نمى‌تواند جانشین اصلى انرژى سوختهاى فسیلى شود. کشورها نیز در زمینه سرمایه گذارى در این بخش با محدودیت روبرو هستند و روشى که براى کاهش این محدودیتها مى‌توان به آن اشاره کرد.
جذب سرمایه بخش خصوصى و استفاده از آن بخش از بودجه دولتى است که براى سرمایه گذارى در انرژى خورشیدى اختصاص داده شده است که بسیارى از کشورها با کاربست این روش به موفقیتهایى دست یافته‌اند و در کشور ما نیز باید شرایط حضور بخش خصوصى فراهم و اقدامهاى لازم براى جذب بخش خصوصى انجام شود. آلمان که با پیامدهاى افزایش شدید بهاى نفت دست به گریبان بوده و برنامه تولید انرژى هسته‌اى خود را نیز کنار گذارده است، هم اکنون در صدد گسترش دادن نیروگاههاى بسیار بزرگ است.
اخیرا بزرگترین نیروگاه خورشیدى در این کشور گشایش یافت. این نیروگاه که در جنوب شهر لایپزیک و در شرق این کشور قراردارد با 33هزار و 500 پانل فتوولتاییک حدود 5 مگاوات ساعت برق تولید مى کند. این نیروگاه قادر است برق 1800 خانوار را تامین کند. براساس ارزیابى سازمان انرژى خورشیدى آلمان، مجموع ظرفیت تولید آماده در سال جارى به 300 مگاوات رسیده که دو برابر ظرفیت تولید پیشین در این کشور است.
هم اکنون نگرانیهاى فراوانى در زمینه توانایى کشورها در یافتن منابع سرمایه‌اى به منظور تأمین نیازهاى مالى توسعه استفاده از این نوع انرژى در دهه‌هاى آینده وجود دارد که این معضل در کشورهاى در حال توسعه شدیدتر است. اما به نظر مى‌رسد با ایجاد سرمایه گذاریهاى کلان و سریع در این زمینه ، مشارکت بخش خصوصى در این گونه طرحها و مهمتر از همه ارتقاى سطح فرهنگى کشور براى استفاده از انرژیهاى جانشین (تجدیدپذیر) تا چند سال آینده ، دستیابى به این هدف مهم چندان دور نباشد.

نوترینوی خورشیدی
همان طور که می‌دانید، خورشید «جعبه سیاهی» است که اختر شناسان فقط می‌توانند «خروجی» آن را بررسی نمایند. تمام اطلاعات مربوط به خورشید که برای اخترشناسی جدید قابل حصول بوده بر مبنای مطالعه تابش‌های مختلفی قرار دارد. که از بیرونی ترین لایه‌های خورشید منتشر می‌گردد. هیچ گونه معلوماتی مستقیما از اعماق خورشید به دست نمی‌آید. اگر بخواهیم اظهار نظر دقیقی به عمل آوریم. باید بگوییم که نظریه ترکیب داخلی خورشید که دوام میزان انرژی آن را در اثر واکنش‌های گرما هسته‌ای می‌داند فقط یک مدل نظری است. آری ، کلمه فقط در این مورد کاملا مناسب نیست.
نوترینو
نوترینو ذره‌ای است با سرعت زیاد که مستقیما مربوط به واکنش‌های گرما-هسته‌ای می‌گردد. نوترینوها در اثر تبدیل هسته هیدروژن به هلیوم تشکیل می‌شوند و بر مبنای عقاید جدید ، منبعی از انرژی میان ستاره‌ای هستند. شار این ذرات و انرژی آنها به درجه حرارت و ماهیت واکنش‌های گرما - هسته‌ای بستگی دارند. در حالی که فوتونهای تشکیل شده در داخل منظومه شمسی ، پیش از وارد شدن به فضا حدودا ده بیلیون بار برخورد پیدا می‌کنند. قدرت نفوذ نوترینو به قدری زیاد است که از تمام توده ماده خورشیدی بدون برخورد به مانعی عبور می‌کند و به زمین می‌رسد. اگر امکان داشت آنها را به دام بیاندازیم می‌توانستیم مشاهده نماییم که در داخل خورشید چه می‌گذرد. در صورتی که نوترینوها فقط بطور مستقیم در خلال برهمکنش با ذرات دیگر (در واکنشهای گرما - هسته‌ای) که نتایج آن قابل ثبت می‌باشد، بررسی می‌شوند. چنین اظهار نظری بسیار مشکل می‌گردد.
نظریه گرما - هسته‌ای
نظریه گرما هسته‌ای به وضوح فرآیندهای تکامل ستاره‌ای را توضیح می‌دهد. و با مشخصات فیزیکی قابل رصد خورشید و ستارگان کاملا مطابقت می‌نماید. با این وجود این نظریه درست مانند هر مدل نظری دیگر که مربوط به وضعیت داخلی جعبه سیاه است چون بر شواهد غیر مستقیمی تکیه دارد، نمی‌تواند رضایت بخش باشد. تایید مستقیم اطلاعات ضروری است و چنین تاییدی باید از اطلاعاتی که مستقیما از داخل ستارگان به دست می‌آید، فراهم گردد. یکی از راههای بدست آوردن چنین اطلاعاتی مشخص شده است. و آن عبارت است از اختر شناسی نوترینویی و یا به طور دقیق نیز یک نجومی نوترینویی.
واکنش گرما-هسته‌ای در نوترینو
یکی از این گونه واکنش‌ها به وسیله فیزیکدان مشهور آگادمیسین برنو .ام.پونتکرنو (Bruno M.Pontecorvo) پیشنهاد گردید. او خاطر نشان کرد که ایزوتوپ کلر (37Cl) می‌تواند یک نوترینو جذب کند و با از دست دادن یک الکترون به یکی از ایزوتوپ‌های آرگن (37Ar) تبدیل شود. که ردیابی الکترون بوجود آمده دشوار نیست. از این گذشته چون 37Ar رادیواکتیو است، مقدار آن بوسیه محصولات حاصل از تجزیه‌اش قابل اندازه گیری می‌باشد.
آشکارسازی نوترینوها
اشکال ثبت نوترینوها به وسیله آشکارساز کلر این است که باید شار نوترینو از دیگر پرتوهای کیهانی که می‌توانند واکنش هسته‌ای تبدیل کلر به آرگن را آغاز کنند، مجزا شود. این واقعیت انجام گیری در عمق کره زمین را که نفوذ ذرات کیهانی به داخل آن ممکن نیست، ضروری می سازد. فکر ساختن آشکارساز کلر به وسیله فیزیکدان آمریکایی ریموند دیویس (Ragmond Davis) و همکارش اجرا گردید. دام نوترینو از مخزن عظیمی حاوی 600 تن تتراکلرو اتیلن مایع پاک کننده معمولی تشکیل شده بود و در گودال سنگی معدن هومزتیک نزدیک شهر لید در داکوتای جنوبی کار گذاشته شد.
تفاوت تابش الکترومغناطیسی با نوترینوی خورشیدی
تابش الکترومغناطیسی که از خورشید به ما می‌رسد. واقعا حدود یک میلیون سال پیش از خورشید گسیل شده و باید فاصله داخل خورشید تا سطح آن و بعد تا سطح زمین را پیموده باشد. ولی نوترینوها عملا شرایط خورشید را در لحظه بررسی گزارش می‌دهند. بنابراین تعجبی ندارد که چرا نتایج مطالعه به وسیله تابش الکترومغناطیسی با نتایج مطالعه به وسیله نوترینو تفاوت دارد.
آیا عدم وجود نوترینوهای خورشید در آزمایش ویدیس به دلیل است که در دوره ما کوره گرما هسته‌ای خورشید است از کار کشیده است؟ برای پاسخ دادن به این سئوال آزمایش‌های بیشتری ضرورت دارد. و تجهیزات چنین آزمایشی هم اکنون در حال گسترش می‌باشد. مسئله دیگری که احتمال نتایج تجربیات دیویس را توضیح می‌دهد. طبیعت خود نوترینوها می‌باشد.

تاج خورشید
اگر در یک کسوف ، قرص ماه به اندازه کافی بزرگ باشد، طوری که تمامی فام سپهر را بپوشاند و در اطراف خورشید مقابل زمینه تاریک آسمان ، خرمنی به سفیدی مروارید ظاهر شود که روشنایی آن تقریبا به اندازه نصف روشنایی ماه تمام باشد، این خرمن سفید را تاج خورشید گویند.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
نتایج نظریه اتمی کاربرد مستقیمی در مطالعه جو خورشید دارند. برای سادگی می‌توان تصور نمود که جو خورشید از چند لایه تشکیل شده است. سطح موثر (The Effective Surface) خورشید یعنی لایه زیرینی که به علت کثرت کدری غیر قابل مشاهده است، شیر سپهر (Photoshere) را تشکیل می‌دهد. تشعشع پیوسته قابل رؤیت از خود شیر سپهر سرچشمه می‌گیرد. دو لایه خارجی رقیقتر فام سپهر (Chromosphere) و تاج (Corona) را تشکیل می‌دهند.
تاج نگار (Coronagaph)
قبلا تاج خورشبد در موقع کسوف کامل قابل مشاهده بود، ولی از وقتی که که گوروناگراف (تاج نگار) ، دستگاهی که نور پراکنده خورشید را حذف می‌کند، توسط لیوت (B. Lyot) اختراع شد. مشاهده تاج داخلی در روزی که هوا ابری نباشد، امکان پذیر است.
قسمتهای مختلف تاج خورشیدی
تاج خورشید از دو قسمت که با یکدیگر پوشش دارند تشکیل شده است.
1-تاج k یا تاج واقعی.
2-تاج f که از نور زودیاک (Zodiacal – Light) داخلی تولید می‌شود.
طیف تاج خورشیدی
طیف تاج خورشیدی از نور هر دو منبع ایجاد می‌شود. طیف تاج k از نور بازتابی خورشیدی بوجود آمده و به سادگی قابل تشخیص است. نور تاج k یک زمینه پیوسته با خطوط تشعشعی نشان می‌دهد. تشعشع ، پیوسته در اثر پراکندگی نور خورشید در الکترونهای آزاد متعدد بوجود می‌آید. خطوط جذبی فرانهوفر به علت پدیده دوپلر الکترونهای پخش کننده که سرعت حرارتی زیادی دارند، واضح به نظر نمی‌رسند.
منشأ خطوط تشعشعی تاج خورشید
منشأ خطوط تشعشعی تاج تا سال 1942 روشن نشده بود. تا اینکه ب. ادلن (B. Edlen) اغلب آنها را به عنوان خطوط ممنوعه اتمهای کلسیم (Ca) ، نیکل (Ni) و آهن (Fe) توجیه نمود که بین 9 تا 15 الکترون خود را از دست داده‌اند و بدین جهت در یک حالت یونیزاسیون شدید می‌باشند.
شدیدترین خط تشعشع تاج
شدیدترین تشعشع تاج ، طول موجی برابر 5303 آنگستروم دارد و متعلق به Fexiv تشخیص داده شده است. این خط در آزمایشگاه مشاهده نمی‌شود و به عنوان خط ممنوعه تلقی می‌گردد.
خطوط غیر مجاز
در تاج خورشید اغتشاشی در اتمها در اثر برخورد با دیواره ظرف ایجاد نمی‌شود. همچنین به ندرت برخوردی با اتمها یا الکترونهای دیگر اتفاق می‌افتد. بنابراین الکترونهای زیادی در حالیکه در سطح برانگیخته‌ای با طول عمر دراز به سر می‌برند، غیر مغشوش باقی می‌مانند. آنها می‌توانند سپس با تشعشع خطوط مجاز (Permited Line) به سطح انرژی پایینتر برسند.
منطقه قابل رؤیت تاج خورشیدی
تاج خورشید فقط در منطقه‌ای که طول موج آن کوتاهتر از 50 سانتیمتر شفاف است. مشاهدات بوسیله یک رادیو تلسکوپ با طول موجهای بیش از 50 سانتیمتر فقط تابش تاج خورشید را ثبت می‌کنند. درجه حرارتی که از این اندازه گیریها نتیجه می‌شود، با درجه حرارت تاج خورشیدی ، یعنی یک میلیون درجه که از اندازه گیری طیف آن نتیجه می‌شود، مطابقت دارد.
ساختمان تاج خورشید
ساختمان تاج خورشید همیشه یکسان نیست. در زمان حداکثر فعالیت خورشید ، نور آن بطور متقارن در اطراف خورشید توزیع شده است. در زمان حداقل فعالیت خورشید ، تاج در نزدیکی قطبین فرو رفتگی و در سطح استوا برآمدگی دارد.
چرا تابع خورشید از سطح گرمتر است؟
در حالت معمولی ، انرژی گرمایی از منطقه گرمتر منتقل نمی‌شود. در حدود نیم قرن اخترشناسان در پی دریافتن توجیهی برای این مطلب بودند. در حال حاضر کمیسیونی مشترک از آژانس فضایی اروپا و ناسا از طریق رصدخانه خورشیدی و فضاپیمای SOHO به دنبال حل این معما هستند. تجهیزاتی که بر روی فضاپیماها تعبیه شده است نشان می‌دهد که در سطح خورشید حلقه‌های مغناطیسی دچار تغییرات سریعی می‌شوند که با درخشندگی گازهای داغ تاج خورشید در ارتباطند.
آلن تایتل از انستیتوی تحقیقات فضایی کالیفرنیا می‌گوید: حدس می‌زنم که روند اساسی گرم شدن تاج خورشید را کشف کردیم، اما هنوز دقیقا نمی‌دانیم که به چه صورت عمل می‌کند. در طی چند روز ، میدانهای مغناطیسی در منطقه‌ای به وسعت کالیفرنیا ظاهر و سپس ناپدید می‌شوند. انرژی این میدانها برابر با انرژی حاصل از هزاران سد (Hoover Dams) در طی هزاران سال می‌باشد. زمانی که این میدانها از بین می‌روند، جریانهای الکتریی وسیعی تولید می‌شود که بر روی تاجها مساعد عمل می‌کنند. این جریانها شبیه حرارتی هستند که توسط یک حباب روشنایی ایجاد می‌شود و این انرژی خیلی بیش از آن مقداری است که برای گرم کردن تاج لازم است.

فیزیک خورشید
خورشید ، ستاره درخشان روز ، یک عنصر معمولی آسمان پرستاره است. فقط یک ستاره از صد میلیارد ستاره‌ای است که راه شیری را می‌سازند. اگر خورشید چندین میلیارد کیلومتر دورتر از ما بود، مانند ستارگان معمولی عجیب و غریبی در آسمان وجود دارند، ولی خورشید ما جزو آنها نیست. به سبب نزدیک بودن به زمین ، خورشید ستاره‌ای بی همتا برای گیاهان ، جانوران و انسان است. گرما و نور آن ، پنج هزار میلیون سال است که بر زمین می‌تابد و باز هم ادامه خواهد داشت. از این رو همه موجودات زنده زمین ، حیات خود را به خورشید مدیون هستند.
تاریخچه
تا حدود یک قرن پیش ، تحصیلکرده‌ها عقیده داشتند که خورشید جز توپ فروزانی از آتش ،‌ چیز دیگری نیست. اگر خورشید از زغال سوزان ساخته شده باشد، حتی یک میلیون سال هم دوام نمی‌آورد و به توده‌ای از خاکستر تبدیل می‌شود. زمین شناسان نشان داده‌اند که زمین هزاران میلیون سال عمر دارد و در تمام این مدت هم پرتو خورشید بر آن تابیده است. در دهه 1930 میلادی (1309 شمسی) فیزیکدانان دریافتند که انرژری خورشید و ستارگان از واکنشهای هسته‌ای پدید می‌آید.
گرانش خورشید
گرانش خورشید ، شدیدتر از گرانش زمین است. اگر انسان بتواند بر آن گام بگذارد، حدود 2 تن وزن خواهد داشت. البته این حادثه ناممکن است، چرا که خورشید سطح جامد ندارد و دمای آن به 6000 درجه سانتیگراد می‌رسد. این دما ، بیشتر از دمای ذوب هر ماده شناخته شده است. دمای سطح خورشید خیلی زیاد به نظر می‌رسد، ولی درون آن بسیار داغ تراست. تمامی این کره از گاز سوزان است. در مرکز ، دما به شانزده میلیون درجه سیلسیوس می‌رسد.
ساختار خورشید
خورشید ، انرژی لازم برای زندگی را فراهم می‌سازد. این کره غول پیکر با شعاع 6.96x105Km را دارای تابندگی یا آهنگ تابش انرژی 3.86x1026W است. چگالی متوسط خورشید عمدتا ترکیبی از گازهای هیدروژن و هلیوم می‌باشد. سه چهارم گاز درون خورشید از هیدروژن که سبکترین گازها است، تشکیل یافته است. در اعماق داغ آن ، اتمهای هیدروژن فشار زیادی بر هم وارد می‌کنند. گروهی از آنها با چنان شدتی به گروه دیگر برخورد می‌کنند که در هم می‌آمیزند و ماده کاملا جدیدی به نام هلیوم تشکیل می‌یابد
کاوش خورشید
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
یکی از بخشهای مهم در ستاره شناسی ، کاوش خورشید است. برخی از رصدخانه‌ها ، جز خورشید چیز دیگری را رصد نمی‌کنند. پی بردن به اینکه خورشید چگونه گرما تولید می‌کند و چگونه بر آب و هوای زمین اثر می‌گذارد، ضروری است. خورشید بسیار بزرگتر و نیز بسیار سنگین تر از زمین است. اگر صد سیاره به اندازه زمین در کنار هم قرار گیرند، می‌توانند ازیک طرف تا طرف دیگر خورشید برسند. حجم آن یک میلیون بار و جرم آن 330000 بار بیشتر از زمین است. فاصله زمین تا خورشید ، حدود 150 میلیون کیلومتر است. نور و گرما ، این فضا میان سیاره‌ای را در هشت دقیقه می‌پیماید و به ما می‌رسد. گرچه ظاهرا فاصله زیادی است، ولی تعداد ستارگانی که یک میلیون بار دورتر از خورشید هستند، از تعداد انگشتان تجاوز نمی‌کنند.
از این رو ، اطلاعات ما در مورد خورشید بیش از اطلاعات ما درباره هر ستاره دیگر است. فشار و همچنین دما در داخل خورشید باید آن قدر زیاد باشد، تا بتواند وزن خورشید را تحمل کند. پیکره خورشید گازی و داغ است. در حقیقت گازها (عمدتا هلیوم و هیدروژن) تقریبا کاملا یونیزه هستند (یک پلاسما است). دما ، فشار و چگالی از سطح به مرکز خورشید در جایی که انرژی بوسیله واکنشهای هسته‌ای حرارت زا آزاد می‌شوند، افزایش می‌یابند. وقتی در هسته خورشید هیدروژن به هلیوم تبدیل می‌شود، مقادیر زیادی از انرژی به صورت فوتون و حرکات گرمایی آزاد می‌شوند.
شیر سپهر خورشید
فوتونها از میان منطقه بزرگ تابشی به طرف خارج پخش می‌شوند، تا اینکه به منطقه جابجایی بیرونی ، جایی که بیشتر انتقال انرژی توسط حرکات جوشان گاز صورت می‌گیرد، برسند. سطح قابل رویت خورشید (شیر سپهر) در بالای لایه جابجایی محلی که جو پیچیده و وسیع خورشیدی آغاز می‌شود، رخ می‌دهد. پایه جو خورشیدی شیر سپهر است. لکه خورشیدی بر روی شیر سپهر ظاهر می‌شوند. لایه خارجی بعدی رنگین سپهر است.
تاج خورشید
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
از بالای رنگین سپهر ، زبانه‌های بسیار زیبا و زبانه‌های سیخی تیز پدیدار می‌شوند. در آن سوی این ناحیه ، تاج رقیق وسیعی با نوری لطیف قرار گرفته است که در بادهای خورشیدی جاری به سمت خارج و در محیط بین سیاره‌ای در هم می‌شود.
آینده خورشید
با تبدیل هیدروژن به هلیوم انرژی تابشی آزاد می‌شود. چگالی زیاد ماده ، این تابشها را درون خورشید گرفتار می‌سازد. از آزاد شدن انرژی در محدوده مرکزی تا رسیدن به سطح خورشید ، میلیونها سال طول می‌کشد. بعد در ظلمت فضا ، جاری می‌شود و تا رسیدن به نزدیکترین کهکشان بزرگ در آن سوی راه شیری ، دو میلیون سال دیگر ادامه می‌دهد. اگر فرآیند گرمایی خورشید ، همین الان باز ایستد، چند هزار سال بعد ناظر خاموشی کامل آن خواهیم بود. اکنون خورشید به نیمه راه زندگی خود رسیده است. اما می‌تواند کوره هسته‌ای خود را تا پنج هزار میلیون سال دیگر بطور فعال نگه دارد. نباید از خاموش شدن خورشید نگران باشیم. چرا که در آینده دور ، انسان برای بقای خود مجبور به سکونت در سیاره‌هایی خواهد شد که به دور ستارگانی روشن می‌گردند.
خطرات نور خورشید
خورشید علاوه بر گرما و نور ، تابشهای دیگری نیز گسیل می‌کند که برای موجودات زنده ، زیانبار است. پرتوهای ایکس و فرابنفش سلولهای گیاهان و جانوران را نابود می‌کنند. پوشش جو تقریبا به سطح زمین می‌رسد و در روزهای آفتابی ، سبب برنزه شدن پوست می‌شود. حتی ممکن است در اثر تابش بیشتر خورشید دچار آفتاب زدگی شویم. فضانوردان مجبورند که در سفرهای فضایی ، خود را در مقابل پرتوهای زیانبخش خورشید حفظ کنند. اگر مستقیما به خورشید نگاه کنیم، نور خیره کننده آن می‌تواند برای همیشه به چشم آسیب برساند.
رصد خورشید
برای مشاهده خورشید به هیچ عنوان دستگاههای درشت نما ، مانند تلسکوپ یا دوربین دو چشمی بکار نبرید. صافیهای ارزان قیمتی که گاهی همراه تلسکوپ می‌فروشند و شکننده‌اند، ممکن نیست که همه پرتوهای نامرئی و خطر ناک را سد کنند. حتی اخترشناسان نیز مستقیما با تلسکوپ به خورشید نگاه نمی‌کنند. دستگاههای ویژه‌ای به تلسکوپهای خورشید وصل می‌شوند تا بتوان رفتار خورشید را مطالعه کرد. اطلاعات بدست آمده از رصدخانه‌های خورشیدی ممکن است روزی ما را به پیش بینی دراز مدت آب و هوای زمین قادر سازد.