الخصائصُ الفيزيائيّة للشمس

الشمس

تضمّ مجرة درب التبانة مليارات النجوم، بالإضافة إلى العديد من الأجرام السماويّة الأخرى، ومن ضمنها الشمس، وهي نجمٌ مُتوسّط الحجم يقعُ على الطرف الخارجي لإحدى أذرعُ درب التبانة حلزونيَّة الشكل؛ حيثُ تقعُ الشمس فيما يُعرَف باسم ذراع الجبّار (بالإنجليزية: Orion’s arm)، وهي واحدةٌ من ذراعين أساسيَّتين تمتدَّان لمسافة عشرات آلاف السّنين الضوئية بعيداً عن مركز المجرّة، ويبلغ قطر درب التبانة حوالي 100,000 سنة ضوئيّة.^[١]
تحتوي المجموعة الشمسيّة عدداً كبيراً من الأجرام السماوية، وأهمُّها هي الكواكب السيّارة الثمانية التي تدورُ حولها في مدارات إهليجية والأقمار التي تتبعُها، وكذلك الكواكب القزمة (مثل بلوتو)، بالإضافة إلى عشرات آلاف الكويكبات والنيازك القادمة من وسط النظام الشمسي، والأجسام الجليديّة الواقعة وراء مدار كوكب نبتون، وآلاف المُذنّبات التي تأتي من الأطراف البعيدة للمجموعة الشمسية، ومحورُ هذه المجموعة هي الشمس التي يُسيطر مجالُ جاذبيَّتها على جميع الأجرام المساوية الأخرى في النظام الشمسي. تحتوي الشمس وحدها على أكثر من 99% من كُتلة المادَّة الموجودة في هذا النظام، وهي مَصدرٌ لكميَّات هائلة من الطاقة والأشعّة الكهرومغناطيسية التي تمنحُ الأرض – وباقي الكواكب – الضَّوء والحرارة.^[٢]

الخصائصُ الفيزيائيّة للشمس

الشّمس هي عبارةٌ عن كُرةٍ غازيّة عملاقة، تتألَّفُ في الغالبية العُظمى منها من عُنصري الهيدروجين والهليوم، كما تُوجد فيها نسبٌ صغيرة من عناصر أخرى؛ فهي تَحتوي على كميَّات قليلة جداً من الكربون والنيون والنيتروجين والمغنيسيوم والحديد والسليكون، ومجموعُ هذه العناصر في تركيب الشمس أقلُّ من اثنين في المائة.
في المُقابل تتكوَّنُ 72% منها من الهيدروجين، و26% من الهليوم، ولدى الشمس مجالٌ مغناطيسي ضعيفٌ نسبياً حولها، إذ لا تصلُ قوته سوى إلى ضعف قوة مجال الأرض المغناطيسي، إلا أنَّه يتركز بشكلٍ شديد في مناطق مُحدَّدة من سطح الشمس، تُسمّى البقاع الشمسية، بحيثُ تزداد قوَّتها بما يصلُ إلى ثلاثة آلاف مرّة.^[٣]
ليس للشَّمس سطحٌ صلب، فهي مُكوَّنة بالكامل تقريباً من الغاز، وبالتالي لا يُمكن لأحد الوقوف أو السير عليها، ومع ذلك فإنَّ لها غلافاً جويّاً، يختلفُ عن سطحها بأنَّه أقلُّ كثافةً وحرارةً منه، وتنقسمُ الشمس وغلافها الجوي إلى طَبقاتٍ عديدة، أوّلها النواة التي تقعُ في مركز الشمس تماماً.
تُمثّل نواة الشمس رُبع قُطرها تقريباً، وهي كثيفةٌ جداً، وتحدثُ في داخلها عمليَّة الاندماج النووي التي تمدُّ الشّمسَ بطاقتها الهائلة؛ فخلال الاندماج النووي تلتحمُ كل ذرَّتين من الهيدروجين (فلكلّ واحدة منهُما بروتون واحد في مركزها) لتتحوَّلا إلى ذرة هيليوم (لها بروتونان اثنان)، وتُؤدّي هذه العمليّة إلى تَحرير كميَّاتٍ ضخمة جداً من الأشعة الكهرومغناطيسية. يتكوَّن ثُلث الشمس تقريباً من الطبقة الإشعاعية، وهي طبقة تتشتّت داخلها الفوتونات كثيراً، بحيثُ تحتاج أحياناً إلى ملايين السنين للخُروج من الشمس، وأخيراً تأتي طبقةُ الحَمل الحراري، التي تحتوي وحدها على 66% من حجم الشمس، وكثافتُها قليلة جداً، وينتقلُ الضوء عبرها إلى خارج الشمس.^[٣]

²⁷ ينقسمُ الغلاف الجويّ للشمس إلى ثلاث طبقات، هي الفوتوسفير، والكروموسفير، والهالة، وتصلُ الحرارة في الطبقات الدنيا من الفوتوسفير إلى أكثر من 6,000 درجة مئويّة، أمّا الكروموسفير فهو أكثرُ حرارة؛ إذ ترتفع درجته إلى حوالي 20,000 مئويّة، ويصلُ ارتفاعه إلى عشرة آلاف كيلومترٍ تقريباً. وبعد ذلك تقعُ الهالة؛ وهي عبارةٌ عن طبقةٍ انتقالية بين الغلاف الجوّي للشمس والفضاء الخارجي، وترتفع درجة الحرارة فيها كثيراً لتصلَ إلى أكثر من نصف مليون درجة مئويّة، وتقتربُ من عشرة ملايين درجةٍ عندما يطُولها انفجارُ لهيبٍ من سطح الشمس، وبعد ذلك تنتشرُ في الفضاء الرّياح الشمسيّة. ^[٣]

حجمُ الأرض والشمس

تتبع الأرضُ في تصنيفها من بين الأجرام السماوية الكواكب حسب تعريف الاتحاد الدولي للفلك (بالإنجليزية: IAU)، فهي لها مسارٌ تدور فيه حول الشمس، وتمتلكُ قوّة جاذبية شديدة بما يكفي للمحافظة على شكلها الكروي، ولديها كتلةٌ كبيرة بما يكفي لتستطيع سحبَ جميع الأجسام الصّغيرة من مُحيطها الفضائي، كالنيازك والصّخور وكُتل الغبار.^[٤] كوكب الأرض هو أكبر الكواكب الداخلية حجمًا، وثالثها بعدًا عن الشمس، فهيو أضخمُ من عطارد والمريخ والزهرة، وله غلاف جوي ومجال مغناطيسي قويَّين، ويُعتبر من الكَواكب النّشطة جيولوجيًا، ويبلغُ قطره الأفقي (عند خطّ الاستواء) 12,756 كيلومتراً، وهو أكبرُ بقليلٍ من قُطره الرأسي (عند القُطبين) بسبب الانبعاج الذي يُسبّبه دورانُ الأرض حَول محورها؛ إذ يَبلغُ قطرها القطبي 12,712 كيلومتراً.^[٥] وأمّا الشمسُ فهي تتَّخذُ شكلاً كرويّاً مثالياً تقريباً، فهي ليسَت مُنبعجة عند خطّ الاستواء (على عكس الأرض) إلّا بالكاد، ويبلغُ قطرها 1.4 مليون كيلومترٍ تقريباً، أي ما يُعادل مائة وعشرة أضعاف قُطر كوكب الأرض تقريباً، وأمّا مُحيطها فيتجاوز 4.3 ملايين كيلومتر، مُقارنةً بالأرض التي يَبلغ مُحيطها 40,000 كيلومتراً تقريباً.^[٦]

حجمُ الشمس بالنسبة للأرض

يبلغُ الحجم الكُلّي للشمس 1.4 x 10²⁷ متر مُكعب، وبالتالي تستطيعُ الشمس أن تحتوي في داخلها 1,300,0000 كُرةً أرضيَّة، وأما كُتلتها فتتجاوزُ كتلة الأرض بثُلْث مليون ضعف، وتحتوي الشمس وحدها 99.8% من كُتلة المادّة الموجودة في جميع أنحاء المجموعة الشمسية، وهي تستطيعُ أن تحتوي في داخلها جميع الكواكب الثمانية مُجتمعة، ولذلك فإنَّ كُلّ شيءٍ في المَجموعة الشمسية ليسَ أكثر من بقايا صغيرةٍ تُحيط بها. ورُغْم ذلك، فإنَّ الشمس لا تُعتبر سوى نجماً مُتوسّط الحجم والكُتلة للغاية، وتُوجد العديد من النجوم في المجرّة التي تفوقُها في الحجم بمقدارٍ هائل؛ فعلى سبيل المثال يستطيعُ نجم قلب العقرب أن يَحتوي في داخله 700 شمس، وتتجاوزُ كميَّة الأشعّة والطاقة التي تطلقها الشمس بأربعة عشر ألف مرَّة.^[٦]

المراجع

1. ↑ Deborah Byrd, “Which spiral arm of the Milky Way contains our sun?”، Earth Sky, Retrieved 14-11-2016.
2. ↑ Kenneth Lang and Harold Zirin, “Sun | Astronomy”، Britannica, Retrieved 14-11-2016.
3. ^ ^{أ ب ت} Charles Q. Choi, “Earth’s Sun: Facts About the Sun’s Age, Size and History”، Space.com, Retrieved 14-11-2016.
4. ↑ “Pluto and the Developing Landscape of Our Solar System”,International Astronomical Union, Retrieved 14-11-2016.
5. ↑ “Earth | Astronomy”, Britannica, Retrieved 14-11-2016.
6. ^ ^{أ ب} Tim Sharp, “How Big is the Sun? | Size of the Sun”،Space.com, Retrieved 14-11-2016.