لک خورشیدی

نگاه اجمالی

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...p/2/29/p28.jpg



احتمالاً جرم ، شعاع درخشندگی خورشید از چند میلیارد سال پیش تغییر محسوسی نکرده‌اند. ولی سطح خورشید تعداد زیادی پدیده‌های زودگذر و متغیر سریع را نشان می‌‌دهد. احتمالاً هیچ یک از پدیده‌های خورشیدی به اندازه لک‌های سیاهی که گاهگاه روی قرص خورشید ظاهر می‌‌شوند مورد مطالعه قرار نگرفته‌اند. لکهای خورشیدی معمولاً به صورت گروههایی متشکل از دو یا چند لک منفرد ظاهر می‌‌شوند که یک پیشرو (در جهت دوران خورشید) اغلب بزرگتر می‌‌باشد.

خورشید آنقدر داغ است که نمی‌‌تواند سطح جامدی داشته باشد و صفحه زردی که می‌‌بینیم در حقیقت بالاترین لایه گاز ملتهب است روی این لایه ، منطقه خنکی از گاز شفاف قرار گرفته است که رنگین سپهر نامیده می‌‌شود. عکسی که تحت شرایط دید بسیار خوبی گرفته شده باشد نشان می‌‌دهد که سطح خورشید را ظاهری خالدار یا حبابی شکل است. لکه‌های تیره که لکه‌های خورشیدی نامیده می‌‌شوند حتی در ایام باستان نیز مورد توجه و رصد بوده‌اند.

لکه‌های خورشیدی در سطح آتشین خورشید مانند حفره‌هایی به نظر می‌‌رسند و در حقیقت مناطقی هستند که دمای آنها حدود 200 درجه سانتیگراد از سطح اطراف آنها کمتر است. با این حساب دمای این مناطق تقریباً 400 درجه سانتیگراد می‌‌باشد با وجودی که شئی به این داغی در واقع باید بی‌نهایت روشن و شفاف باشد اما لکه‌های خورشیدی تنها به این دلیل که از بقیه قسمتهای خورشید خنکتر و کم نورترند تیره و تار به نظر می‌‌رسند اگر جدا کردن یکی از لکه‌های خورشید و بررسی آن امکان پذیر بود این لکه‌ها به روشنی ماه کاملاً جلوه می‌‌کرد.
تشکیل لکه‌های خورشیدی

احتمالا مغناطیس بسیار قوی خورشید از داخل خورشید بیرون می‌‌جهد و در نقطه‌ای که توده بار مغناطیسی از خورشید خارج و سپس دوباره داخل آن می‌‌شود یک جفت لکه ایجاد می‌‌گردد. لکه‌های کوچک در عرض چند ساعت از بین می‌‌روند اما لکه‌های بزرگ می‌‌توانند خیلی بیشتر عمر کنند و طول لکه‌های کوچک 3000km است در حالیکه بیشتر لکه‌ها تقریباً به بزرگی زمین می‌‌باشند و لکه‌های بسیار بزرگ تا 150000km می‌‌رسند.
تأثیر لکه‌های خورشیدی بر زندگی بشر

لکه‌های خورشیدی می‌‌توانند در ارتباطات رادیویی دخالت بکنند ذرات الکتریکی بوسیله شراره‌ها و انفجارهای نزدیک لکه‌ها به فضا پرتاب می‌‌شوند. الکتریسیته خورشیدی که در این توفانها به حرکت در می‌‌آیند بخش بالایی جو زمین را تغییر می‌‌دهند در این مواقع ممکن است متوجه محو شدن امواج رادیویی با برد بلند شویم.



http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i.../Khorshid1.jpg
بزرگی و طول عمر لکها

بزرگی و طول عمر لکها متغیر است اکثر لکها طول عمر کمتر از یک روز دارند ولی لکهای بزرگتر می‌‌توانند تا 70 روز دوام داشته باشند. هر لک در مرحله اول به صورت یک منفذ کوچک دیده می‌‌شود که تقریبا 2000 کیلومتر قطر آن است. این منفذها بزرگتر شده و به سرعت به لکهای کوچکی تبدیل می‌‌شوند و معمولا در ظرف یک روز از بین می‌‌روند ولی بعضی از لکهای بزرگی که چند برابر از زمین بزرگتر هستند تبدیل می‌‌گردند. از مطالعه بیناب لکها می‌‌توان درجه حرارت مؤثر آنها را درحدود 4500 درجه تخمین زد.
نحوه رصد لکه‌های خورشیدی

ستاره شناسان خورشیدی برای مطالعه این سطح گازی از عکسهایی که با تلسکوپهای مخصوص گرفته شده است استفاده می‌‌کنند. عکسهای مزبور غالباً با صافیهای ویژه‌ای تهیه می‌‌شوند این صافیهای نوری را که با نوع خاصی از اتم مانند هیدروژن یا کلسیم همراه است از آن جدا می‌‌کنند. بدین ترتیب امکان انتخاب بخشهای مجزای سطح خورشید برای مطالعه و تحقیق ممکن می‌‌شود. سعی نکنید با ذره بین یا تلسکوپ به خورشید نگاه کنید. با داشتن تلسکوپ ساده‌ای با یک پایه محکم می‌‌توانید بر روی یک صفحه سفید تصویری از خورشید را بدست آورید.

لکه‌های خورشیدی به شکل لکه‌های خاکستری رنگ ظاهر می‌‌شوند. اگر چندین روز متوالی وضعیت این لکه‌ها را ثبت کنید به زودی خواهیم دید که اندازه و شکل آنها تغییر می‌‌کند و خود خورشید هم به آهستگی می‌‌چرخد. آن طور که از زمین دیده می‌‌شود در نزدیکی استوا تقریبا 26 روز طول می‌‌کشد تا لکه‌ها یک دور کامل بزند. حال آنکه این مدت در حوالی قطبها به 40 روز می‌‌رسد. این اختلاف در چرخش ثابت می‌‌کند که خورشید نمی‌‌تواند مانند زمین یک جسم جامد باشد و در صورتی که خورشید جامد بود، همه لکه‌ها همزمان به دور خورشید کشیده می‌‌شدند.

ثبت لکه‌های خورشیدی در 300 سال گذشته نشان داده که تعداد لکه‌ها و تغییرات اندازه آنها در یک دوره تقریبا 11 سال دوام می‌‌آورد. در مدت 5 - 6 سال تعداد لکه‌ها پیوسته افزایش می‌‌یابد آنگاه در 4 یا 5 سال بعد از تعداد آنها کاسته می‌‌شود. در پایان دوره ممکن است تا چندین ماه به هیچ وجه لکه‌ای وجود نداشته باشد تا آنکه دوره جدید فرا برسد. احتمالا تغییرات گسترده نیروی مغناطیسی خورشید سبب این تحولات و تنوع در تعداد لکه‌ها می‌شود. شدت میدان یک لک کوچک معمولاً در حدود 100 گوس است. لک‌های بزرگتر می‌‌توانند میدانهایی تا 4000 گوس نیز داشته باشند.
وفور و توزیع لکهای خورشیدی

وفور و توزیع لکهای خورشیدی تقریبا تناوبی است. تعداد لک‌های خورشیدی مقارن مینیمم فعالیت در اثر تقاطع دو دوره بوجود می‌‌آیند. هردوره تازه با تعدادی لک در عرض‌های تقریبی 30± درجه شروع می‌‌شود. میزان وفور وقتی به حداکثر می‌‌رسد که لک‌ها در عرض‌های تقریبی 15± درجه ظاهر می‌‌گردند. دوره پس از تقریباً 11 سال با چند لک در حوالی 8 ± درجه خاتمه می‌‌یابد.
قطبین لکهای خورشید

• در یک گروه از لکهای خورشیدی قطبین بزرگترین لک با قطبین لکهای کوچکتر هم علامت یا باعلامت مختلف می‌‌باشند.
• علامت قطبین لکها در دوره معینی طوری تابع عرض آنهاست که بزرگترین لکها درشمال و جنوب استوا دارای علامت مختلف هستند.
• دوره علامت قطبین لکها: علایم قطبین لکها در هر دوره 11 ساله بر عکس دوره‌های قبلی یا بعدی می‌‌باشند. در دوره 1924-1935 لک پیشرو (در مقایسه با جهت دوران خورشید) در نیمکره شمالی علامت منفی داشت و شبیه قطب آهنربایی بود که در روی زمین به طرف جنوب متوجه باشد و لک پسرو دارای قطب مخالف بود.
  
  در همان موقع در نیمکره جنوبی لک پیشرو مثبت و مثل قطب آهنربایی بوده که در روی زمین به طرف شمال می‌‌ایستند و لک پسرو علامت منفی داشته است. در دوره بعدی 1935- 1946 لکهای شمالی مثل لکهای جنوبی دوره 11 ساله قبلی بودند و برعکس. به این ترتیب دوره مغناطیسی لکهای خورشیدی ، تناوبی در حدود 22 سال دارد. (دو برابر تناوب 11 ساله وفور لکها)
• لک خورشیدی و آهنربا: یک جفت لک را که علائم مخالف دارند می‌‌توان به نوکهای یک آهنربای نعلی شکل تشبیه نمود که تا شید سپهر ادامه داشته باشند.

خورشید تک ستاره و مادر تمام اجرام منظومه ی شمسی است.خورشید به دلیل نزدیک بودنش به زمین از نظر رصدی بهترین ستاره ی عالم است. البته این نزدیک بودن شرایط را برای رصد سخت هم می کند. اگر ما در ظهر نور خورشید را توسط عدسی کوچکی جمع کنیم و کاغذی مقابل نقطه ی کانونی بگذاریم می بینیم کاغذ می سوزد. حالا فکر کنید اگر این نور از عدسی های یک تلسکوپ بگذرد و ما از درون تلسکوپ به خورشید نگاه کنیم چه بر سر چشمانمان خواهد آمد؟! قطعا چشمانمان دچار مشکلات حل نشدنی خواهد شد. دانشمندان برای جلوگیری از این کار صافی های ایمنی را درست کرده اند که بتوان با استفاده ازآن جزئیات بسیار زیادی را از تک ستاره ی منظومه ی خود ببینیم.
خورشید انرژی خود را از نزدیکی مرکزش می گیرد. اگر ما بتوانیم درون خورشید را ببینیم شاید اینگونه به نظربرسد که ۹/۰ جرم خورشید از هیدروژن تشکیل یافته که یک عنصر بسیار فراوان در جهان می باشد.در داخل هسته ی داغ خورشید هیدروژن به هلیوم تبدیل می شود.انرژی ناشی از این واکنش لایه ها ی بالایی ستاره را گرم می کند و این انرژی از سطح متلاطم خورشید به داخل فضا فوران می نماید.سطح خورشید در اثر حرارتی برابر ۶۰۰۰ درجه ی سانتی گراد در حا ل غلیان و تلاطم است.یعنی درجه حرارتی که از هر کوره ای داغتر است! مقادیری از هیدروژن سوزان که به نام پرامیننس (گاز های متصاعد از خورشید)شناخته شده اند با سرعتی معادل صد ها کیلو متر در ثانیه به فضا پرتاب می شوند.این گاز ها از خورشید به سمت بالا فوران می کند.این زبانه ای از هیدروژن است که حدود ۵۰۰۰۰ درجه ی سانتی گراد یا بیشتر حرارت دارد که می تواند زمین را بلعیده و نابود کند.
در این قسمت به دو پدیده رصدی که خورشید آن را به وجود می آورد اشاره می کنیم. این دوپدیده که مشتاقان زیادی برای رصد کردن دارد خسوف و کسوف هستند. تمام سیارات و قمر ها هنگامی که در برابر نور خورشید واقع می شوند در پشت آن ها سایه ای تشکیل می شود که این سایه به فضا می افتد.پس هر گاه ماه هم دقیقا بین زمین و خورشید قرار بگیرد یک کسوف یا خورشید گرفتگی رخ می دهد.در این مدت که خورشید از نظر ما پنهان می شود زمین سرد و تاریک شده و این طور به نظر می رسد که عمر جهان به پایان رسیده است.البته این نظر مردمان قدیم بوده که هنگامی که کسوف رخ می داد این گمان را می کردند که عمر جهان پایان یافته.حتی مردمان چین در باره ی این پدیده فکر می کردند که اژدهایی خورشید را بلعیده! لکه های خورشیدی لکه های خورشیدی نقاطی تیره بر روی خورشید هستند. حالا سؤال پیش می آید که چرا لکه های خورشیدی تیره تر از نقاط دیگر روی خورشیدند؟ دلیل این مساله دمای کمتر لکه های خورشیدی نسبت به دیگر نقاط روی خورید است. دمای لکه های خورشیدی چیزی بالغ بر ۴۰۰۰ درجه ی سلسیوس یعنی حدود ۲۰۰۰ درجه کمتر از نقاط معمولی سطح خورشید. اگر ما لکه های خورشیدی را جدا از سطح خورشید می دیدیم بسیار درخشان و سرخ رنگ بودند، اما در کنار سطح فروزان خورشید، تیره به نظر می زسند. هر لکه ی خورشیدی دو ناحیه ی اصلی دارد: ناحیه ی تاریک تر مرکزی که تمام سایه نام دارد و ناحیه ی خاکستری رنگ اطراف که نیم سایه نامیده می شود. لکه ها ممکن است هزاران کیلومتر پهنا داشته باشند. آن ها از چند روز تا چند ماه دوام می آورند. بیشتر لکه ها به صورت یک جفت ظاهر می شوند و کم کم از یکدیگر فاصله می گیرند. گاهی صد ها لکه روی خورشید شمرده می شوند و گاهی نیز خبری از لکه ها نیست.
نظریه های زیادی دربارهی ماهیت لکه های خورشیدی ارا ئه شده است: نواحی کم فشار سطح خورشید یا طوفان ها و رگبار هایی در گاز های داغ خورشیدی، همچنین حرکت پیچیده و شدید گازها به درون و بیرون گازها نیز با تلسکوپ های خورشیدی بزرگ رصد شده است. نظریه ی تازه تری نیز برای توضیح ماهیت لکه های خورشیدی وجود دارد. بر طبق این نظریه، این نواحی سردتر بر اثر واکنش میان گازهای یونیده و باردار خورشید و میدان های شدید مغناطیسی خورشید پدید می آید. در مناطقی که خطوط میدان های مغناطیسی شدید محلی به سطح خورشید وارد می شوند، لکه ی خورشید ی به وجود می آید. این پدیده همچنین بر گاز موجود در لایه های بالایی جو خورشید، که بر فراز محل لکه قرار دارند، اثر می گذارند. تعداد لکه های خورشیدی در یک چرخه ی یازده ساله کم و زیاد می شود که به آن چرخه ی لکه های خورشیدی یا چرخه ی خورشیدی می گویند. با شروی دوران فعال لکه های خورشیدی، در ابتدا تعداد کمی لکه در عرض های خورشیدی ۳۰ تا ۴۰ درجه ی شمال و جنوب ا ستوای خورشید ظاهر می شوند. با گذر زمان، لکه های خورشیدی بیشتر و بزرگ تری پدیدار می شوند و آن ها به استوای خورشیدی نزدیک ترند. سر انجام، در دوران اوج فعالیت های یازده ساله ی خورشید، بجز در نواحی قطبی، می توان آن ها را یافت. وقتی اوج چرخه ی خورشیدی به پایان می رسد که لکه های عرض های بالایی خورشید ناپدید شوند و سر انجام فقط چند لکه در اطراف استوای خورشید باقی بمانند. پس ا ز آن چرخه ی دیگری با ظهور لکه های خورشیدی در عرض های ۳۰ تا ۴۰ درجه در دو سوی استوای خورشید آغاز می شود.
● اطلاعاتی درباره ی خورشید
▪ قطر ۱۳۹۲۵۳۰ کیلو متر
▪ چگالی ۴۱/۱ برابر آب
▪ جرم ۳۳۰۰۰برابر زمین
▪ درجه ی حرارت سطح ۶۰۰۰ درجه ی سانتی گراد
▪ عمر در حدود ۴۶۰۰ میلیون سا ل
▪ فاصله تا نزدیک ترین ستاره ۳/۴ سا ل نوری
▪ فاصله تا مرکز کهکشان ۲۸۰۰۰سا ل نوری