მზე — მზის სისტემის ცენტრში მდებარე ერთადერთი ვარსკვლავი. ის თითქმის იდეალურად სფერულია და შედგება ცხელი პლაზმისგან, რომელშიც ჩაქსოვილია მაგნიტური ველები.[12][13] მზის დიამეტრიდაახლოებით 1 392 684 კილომეტრია[5] — დედამიწის დიამეტრზე 109-ჯერ დიდი. მისი მასა (1.989×1030 კილოგრამი; დედამიწის მასას დაახლოებით 330 000-ჯერ აღემატება) მზის სისტემის მთლიანი მასის 99,86%-ს მოიცავს.[14] ქიმიურად, მზის მასის 3/4-ს წყალბადი შეადგენს, ხოლო დანარჩენი უმეტესად ჰელიუმია. დარჩენილი 1,69% (რომელიც დედამიწის მასას 5600-ჯერ აღემატება) მოიცავს მძიმე ელემენტებს, როგორებიცაა: ჟანგბადი, ნახშირბადი, ნეონი, რკინა და სხვა.[15]
მზე 4,568 მილიარდი წლის წინ ჩამოყალიბდა[16][17] დიდ მოლეკულურ ღრუბელში არსებულ რეგიონის გრავიტაციული კოლაფსით. მატერიის უმეტესობა ცენტრში მოგროვდა, ხოლო დანარჩენი გაბრტყელდა მბრუნავ დისკოდ, რომელიც შემდგომში მზის სისტემა გახდა. ცენტრალური მასა უფრო და უფრო ცხელი და მკვრივი გახდა, საბოლოოდ კი დაიწყო თერმობირთვული სინთეზი მის ბირთვში. მიჩნეულია, რომ თითქმის ყველა ვარსკვლავი ამ პროცესის შედეგად წარმოიქმნა. მზე სპექტრული კლასით არის G ტიპის მთავარი მიმდევრობის ვარსკვლავი (G2V) და მას არაფორმალურად ყვითელ ჯუჯად მოიხსენიებენ, რადგან მისი ხილული გამოსხივება სპექტრის ყვითელ-მწვანე ნაწილშია ყველაზე ინტენსიური. მიუხედავად იმისა, რომ სინამდვილეში იგი თეთრი ფერისაა, დედამიწის ზედაპირიდან ყვითელი ჩანსატმოსფეროს მიერ ლურჯი სინათლის გაფანტვის გამო.[18] სპექტრული კლასის მიხედვით, G2 მიუთითებს ზედაპირის ტემპერატურას (დაახ. 5505°C) და V მიუთითებს, რომ მზე, სხვა ვარსკვლავების მსგავსად,მთავარი მიმდევრობის ვარსკვლავია და, აქედან გამომდინარე, ენერგიას წარმოქმნის წყალბადის ჰელიუმად სინთეზით. მზე თავის ბირთვში 620 მილიონი ტონა წყალბადის სინთეზს ახდენს წამში.[19][20]
ერთ დროს ასტრონომები მზეს პატარა და შედარებით შეუმჩნეველ ვარსკვლავად აღიქვამდნენ, მაგრამ ახლა მიჩნეულია, რომ იგი ირმის ნახტომში არსებული ვარსკვლავების 85%-ზე კაშკაშაა, რომელთა უმეტესობა წითელი ჯუჯებია.[21][22] მზის აბსოლუტური ვარსკვლავიერი სიდიდე +4,83-ია. თუმცა, რადგანაც მზე დედამიწასთან მდებარე უახლოესი ვარსკვლავია, ის ნებისმიერ ობიექტზე კაშკაშაა ცაზე, რომლის ხილული ვარსკვლავიერი სიდიდე -26,74-ია.[23][24] ეს არის დაახლოებით 13 მილიარდჯერ კაშკაშა, ვიდრე მეორე უფრო კაშაკშა ობიექტი სირიუსი, რომლის ხილული ვარსკვლავიერი სიდიდე -1,46-ია. მზის გავარვარებული გვირგვინი უწყვეტად ფართოვდება და ქმნის მზიურ ქარს — დამუხტული ნაწილაკების ნაკადი, რომელიც ფართოვდება ჰელიოპაუზამდე, 100 ასტრონომიული ერთეულის მანძილზე.ჰელიოსფერო (ბურთულის მსგავსი სტრუქტურა), რომელიც ვარსკვლავთშორის სივრცეში მზიურმა ქარმა წარმოქმნა, არის უდიდესი უწყვეტი სტრუქტურა მზის სისტემაში.[25][26]
ამჟამად მზე ადგილობრივი ვარსკვლავთშორისი ღრუბლით (G-ღრუბელთან ახლოს) ადგილობრივი ბურთულის ზონაში მოძრაობს — ირმის ნახტომის ორიონის მკლავის შიდა რგოლში.[27][28] 17 სინათლის წლისრადიუსით (დედამიწიდან) უახლოესი 50 ვარსკვლავური სისტემიდან (უახლოესი არის პროქსიმა კენტავრი, რომელიც 4,2 სინათლის წლითაა დაშორებული დედამიწიდან) მზე მეოთხეა მასით.[29] მზე გალაქტიკის ცენტრიდან 24 000-26 000 სინათლის წლის მოშორებით ბრუნავს. ერთ სრულ საათის ისრის მიმართულების ორბიტას (თუ გალაქტიკის ჩრდილოეთ პოლუსიდან დავაკვირდებით) 225-250 მილიონ წელიწადში ასრულებს. რადგანაც მზე კოსმოსური მიკროტალღური ფონის (კმფ) შესაბამისად ჰიდრის თანავარსკვლავედის მიმართულებით 550 კმ/წმ სიჩქარით მოძრაობს, მზის ტოლქმედი სიჩქარე კმფ-ს მიმართ არის დაახლოებით 370 კმ/წმ ფიალის ან ლომის თანავარსკვლავედის მიმართულებით.[30]
დედამიწასა და მზეს შორის საშუალო მანძილი 1 ასტრონომიული ერთეულია (150 000 000 კილომეტრი), თუმცა დისტანცია იცვლება, როცა დედამიწა გადაინაცვლებს პერიჰელიუმიდან (იანვარში) აფელიუმში(ივლისში).[31] ამ საშუალო მანძილზე სინათლეს მზიდან დედამიწამდე მისაღწევად დაახლოებით 8 წუთი და 19 წამი სჭირდება (იხ. სინათლის სიჩქარე). მზის სინათლის ენერგია დედამიწაზე არსებულ სიცოცხლის თითქმის[32] ყველა ფორმას არჩენს ფოტოსინთეზით[33] და დედამიწის კლიმატსა და ამინდზეა პასუხისმგებელი. დედამიწაზე მზის უზარმაზარი ეფექტი ჯერ კიდევ პრეისტორიულ ხანებში შეინიშნებოდა და მას მრავალი კულტურა ღვთაებად აღიქვამდა. მზის ზუსტი მეცნიერული გაგება ნელა განვითარდა და ბოლო ხანების (მე-19 საუკუნის) გამოჩენილ მეცნიერებს მზის ფიზიკურ შედგენილობასა და ენერგიის წყაროზე ძალიან მწირი ცოდნა ჰქონდათ. ეს გაგება ჯერ კიდევ ვითარდება: ჯერ კიდევ არსებობს გარკვეული რაოდენობის ანომალია მზის ქცევაში, რომლებიც აუხსნელია.
ზე G2 ტიპის მთავარი მიმდევრობის ვარსკვლავია, რომელიც მზის სისტემის მასის 99,86%-ს შეადგენს. ის თითქმის იდეალური სფეროა, რომელიც 9 მემილიონედითაა შეკუმშული, რაც ნიშნავს იმას, რომ პოლარული დიამეტრი ეკვატორული დიამეტრისაგან 10 კილომეტრით განსხვავდება. იმის გამო, რომ მზეპლაზმურ მდგომარეობაშია და მყარი არაა, ის ბევრა სწრაფად ბრუნავს ეკვატორზე, ვიდრე პოლუსებზე. ამ ქცევას დიფერენციალური ბრუნვა ეწოდება და გამოწვეული მზეში კონვექციითა და მასის მოძრაობით. ამ მასას გადააქვს მზის საათის ისრის საპირისპირო მიმართულების კუთხური მომენტის პორცია (თუ დავაკვირდებით ეკლიპტიკის ჩრდილოეთ პოლუსიდან), აქედან გამომდიანრე ის ხელახლა ანაწილებს კუთხურ სიჩქარეს. ამ ნამდვილი ბრუნვის პერიოდი ეკვატორზე დაახლოებით 25,6 დღეა, ხოლო პოლუსებზე — 33,5 დღე. თუმცა, ჩვენი მუდამ ცვალებადი ხედვის პერსპექტივის გამო დედამიწიდან (რადგანაც ის მზის გარშემო ბრუნავს), ვარსკვლავის ხილული ბრუნვა ეკვატორზე დაახლოებით 28 დღეა. ამ ნელი ბრუნვის ცენტრიდანული ეფექტი 18 მილიონჯერ სუსტია, ვიდრე მზის ეკვატორზე ზედაპირის გრავიტაცია. პლანეტების გრავიტაციული გავლენა ბევრად სუსტია და მნიშვნელოვნად არ მოქმედებს მზის ფორმაზე.
მზე I პოპულაციის (ან მძიმე ელემენტებით მდიდარი) ვარსკვლავია. მზის ფორმირება შესაძლებელია ერთი ან რამდენიმე ახლოს მდებარე ზეახლის ანთების დარტყმითი ტალღით დაიწყო. ეს მოსაზრება იმიტომ გაჩნდა, რომ მზის სისტემაში მძიმე ელემენტების უხვი რაოდენობაა (როგორებიცაა ოქრო და ურანი) ე.წ. II პოპულაციის (მეტალით ღარიბი) ვარსკვლავებში არსებულ ელემენტების რაოდენობასთან შედარებით. ეს ელემენტები წარმოიქმნა ენდოთერმული ბირთვული რეაქციებით, რომლებიც ზეახლის ანთებისას მოხდა.
მზეს გამოკვეთილი, ზუსტი საზღვარი არ აქვს, როგორც პლანეტებს, და მის გარე ნაწილებში გაზის სიმკვრივე ექსპონენციალურად (მაჩვენებლიანით) ეცემა, რაც უფრო იზრდება მანძილი მისი ცენტრიდან. მაგრამ მას აქვს კარგად გამოკვეთილი შიდა სტრუქტურა, რომელსაც ქვემოთ აღვწერთ. მზის რადიუსი იზომება მისი ცენტრიდან ფოტოსფეროს კიდემდე. ფოტოსფერო უკანასკნელი ხილული ფენაა, რადგან მის ზემოთ ფენები ან ძალიან ცივია, ან ძალიან სქელი, რომ საკმარისი ხილული სინათლე გამოასხივონ შეუიარაღებელი თვალისთვის. მზის სრული დაბნელებისას, როდესაც ფოტოსფეროს მთვარე აბნელებს, მზის გარშემო გვირგვინის დანახვა ადვილადაა შესაძლებელი.
მზის ინტერიერი პირდაპირ დაკვირვებადი არაა და მზეც გაუმჭვირვალეა ელექტრომაგნიტური გამოსხივებისთვის. თუმცა, როგორც სეისმოლოგია მიწისძვრების მიერ წარმოქმნილ ტალღებს იყენებს დედამიწის შინაგანი სტრუქტურის შესასწავლად, ჰელიოსეისმოლოგია მზის შინაგანი სტრუქტურიდან ამომავალ წნევის ტალღებს (ინფრაბგერა) იყენებს, რომ განსაზღვროს და თვალსაჩინო გახადოს ვარსკვლავის შიდა სტრუქტურა. მზის კომპიუტერული მოდელირება გამოიყენება თეორიულ იარაღად, რომ გამოიკვლეულ იქნეს მისი უფრო ღრმა ფენები.
ბირთვი
იჩნეულია, რომ მზის ბირთვი ცენტრიდან მზის რადიუსის 20-25%-მდე ფართოვდება.[34] მისი სიმკვრივე 150 გ/სმ3-ია[35][36] (წყლისსიმკვრივეზე 150-ჯერ მეტი), ხოლო ტემპერატურა 15,7 მილიონ კელვინს აღწევს.[36] ამის საპირისპიროდ, მზის ზედაპირის ტემპერატურა დაახლოებით 5800 კელვინია. SOHO-დან მიღებული ბოლო დროინდელი მონაცემები მეტყველებს იმაზე, რომ ბირთვის ბრუნვის ტემპი ბევრად მეტია, ვიდრე მთელი მასხივებელი ზონისა.[34] მზის სიცოცხლის უმეტეს ნაწილში ენერგია ბირთვული სინთეზით წარმოიქმნება. ეს ხდება ე.წ.პროტონ-პროტონული ჯაჭვის ეტაპებით; ეს პროცესი წყალბადს ჰელიუმად გარდაქმნის.[37] მზის ენერგიის მხოლოდ 0,8% წარმოიქმნანახშირბად-აზოტ-ჟანგბადის ციკლით.[38]
ბირთვი მზეში ერთადერთი ადგილია, რომელიც თერმული ენერგიის შესამჩნევ რაოდენობას სინთეზის დახმარებით წარმოქმნის. ენერგიის 99% მზის რადიუსის 24%-ში წარმოიქმნება და 30%-ში სინთეზი თითქმის მთლიანად წყდება. მთლიან ვარსკვლავს ის ენერგია აცხელებს, რომელიც ბირთვიდან წამოსული გამოსხივებით გადაეცემა კონვექციურ ფენებს. სინთეზის მიერ წარმოქმნილმა ენერგიამ მრავალი მომდევნო ფენა უნდა გაიაროს, რომ ფოტოსფეროს მიაღწიოს და საბოლოოდ კოსმოსში ფოტონად გამოსხივდეს ან ნაწილაკების კინეტიკურ ენერგიადგადაიქცეს.[19][39]
პროტონ-პროტონული ჯაჭვი წამში 9,2x1037-ჯერ ხდება ბირთვში. იმის გამო, რომ ეს რეაქცია 4 თავისუფალ პროტონს (წყალბადის ბირთვებს) იყენებს, ის ყოველ წამში დაახლოებით 3,7x1038 პროტონს ალფა ნაწილაკებად (ჰელიუმის ბირთვები) გარდაქმნის (მთლიანობაში ~8,9x1056 თავისუფალ პროტონს მზეში), ან 6,2x1011კილოგრამს წამში.[19] რადგანაც წყალბადის ჰელიუმად სინთეზი სინთეზირებული მასის 0,7%-ს ასხივებს ენერგიად,[40] მზის მიერ გამოცემული ენერგია მასა-ენერგიის გადაქცევის ტემპით არის 4,26 მილიონი ტონა წამში, ან 384,6 იოტავატი (3,846x1026 W),[1] ან 9,192x1010 მეგატონა TNT-ს წამში.
სინთეზის მიერ წარმოებული სიმძლავრე ბირთვში მზის ცენტრიდან მანძილთან ერთად იცვლება. თეორიული მოდელების შეფასებით, მზის ცენტრში არსებული სიმძლავრე 276,5 ვ/მ3-ია[41] - სიმძლავრის წარმოქმნის სიმკვრივე, რომელიც უფრო უახლოვდება რეპტილიის მეტაბოლიზმს, ვიდრე თერმობირთვულ ბომბს. წარმოქმნილი სიმძლავრის პიკი მზეში შედარებულია მოცულობით სითბოსთან, რომელიც წარმოიქმნება აქტიური კომპოსტის გროვაში. მზის უზარმაზარი სიმძლავრე არ არის იმის გამო, რომ ერთ კუბურ მეტრზე მაღალი სიმძლავრეა, არამედ იმიტომ, რომ მას დიდი ზომა აქვს.
ბირთვში არსებულ სინთეზის ტემპს თვითმარეგულირებელი წონასწორობა აქვს: სინთეზის მცირედით მაღალი ტემპი გამოიწვევს ბირთვის უფრო მეტად გათბობასა და გაფართოებას გარე ფენების წონის წინააღმდეგ, ამ დროს კი სინთეზის ტემპი მცირდება და რეგულირდება შეშფოთება; ოდნავ დაბალი დონე კი გამოიწვევს ბირთვის გაგრილებასა და შეკუმშვას, ამ დროს კი სინთეზის ტემპი იზრდება და უბრუნდება მის ჩვეულ დონეს.[42][43]
სინთეზის დროს გამოცემული გამა სხივები (მაღალი ენერგიის ფოტონები) შთაინთქმება მზის პლაზმის მხოლოდ რამდენიმე მილიმეტრში და შემდეგ ხელახლა გამოსხივდება შემთხვევითი მიმართულებით და ოდნავ დაბალი ენერგიით. აქედან გამომდინარე, გამოსხივებას დიდი დრო სჭირდება მზის ზედაპირამდე მისაღწევად. ფოტონის მოგზაურობის დრო 10 000 წლიდან 170 000 წლამდე იჭიმება.[44] ამის საპირისპიროდ, ნეიტრინოებს, რომლებიც მზის მიერ წარმოქმნილი ენერგიის მხოლოდ 2%-ს მოიცავს, სულ რაღაც 2,3 წამი სჭირდებათ ზედაპირამდე ამოსასვლელად. იმის გამო, რომ მზეში ენერგიის გადაადგილება პროცესია, რომელიც მოიცავს ფოტონებს მატერიასთან თერმოდინამიკურ წინასწორობაში, ენერგიის გადატანის დროის მასშტაბი მზეში ბევრად დიდია — დაახლოებით 30 000 000 წელიწადი. ამ დროში მზე შეძლებდა თავის სტაბილურ მდგომარეობას დაუბრუნებას, თუ მის ბირთვში ენერგიის წარმოების ტემპი უეცრად შეიცვლებოდა.[45]
კონვექციურ გარე ფენაში ფოტონის მგზავრობის საბოლოო ნაწილის დროს შეჯახებები უფრო ნაკლებია და მათ ბევრად ნაკლები ენერგია აქვთ. ფოტოსფერო მზის გამჭვირვალე ზედაპირია, სადაც ფოტონები ხილულ სინათლედ გვევლინება. მზეში თითოეული გამა სხივი კოსმოში „გაქცევამდე“ გარდაიქმნება ხილული სინათლის რამდენიმე მილიონ ფოტონად. ნეიტრინოებიც ბირთვში არსებული სინთეზით გამოიცემა, მაგრამ ფოტონებისაგან განსხვავებით, ისინი იშვიათად ურთიერთქმედებენ მატერიასთან და ამიტომ მათი უმეტესობა მზეს უცებვე უსხლტება. მრავალწლიანი კვლევების შედეგად დადგენილი მზეში არსებული ნეიტრონოების რიცხვი ბევრად დაბალი იყო, ვიდრე ამას თეორიები წინასწარმეტყველებდა. ეს უთანხმოება 2001 წელს გადაიჭრა, როცა ნეიტრინოს ოსცილაციის ეფექტები აღმოაჩინეს: მზე ასხივებს იმ რაოდენობის ნეიტრონოებს, რამდენსაც თეორია წინასწარმეტყველებს, მაგრამ ნეიტრინოების დეტექტორები მათი 2/3-ის დაფიქსირებას ვერ ახერხებენ, რადგან ისინი იცვლიან არომატს აღმოჩენიდან მალევე.[46]
Комментариев нет:
Отправить комментарий