الشمس اجزاء الشمس منطقة الاشعاع الحمل الدراسات الشمسية الحديثة

أجزاء الشمس

أ. داخل الشمس:

         يسمى الجزء الداخلي من الشمس جوف الشمس، حيث تبلغ درجة الحرارة فيه ما يقرب من 15 مليون درجة مئوية. ويتكون هذا الجزء من مادة تبلغ كثافتها قدر كثافة الماء(100) مرة، ولكنها مازالت في حالة غازية. وفيه تحدث التفاعلات الحرارية النووية.

ب .  منطقة الإشعاع:

         وراء جوف الشمس، وتشغل الثلث الأوسط من الشمس، وتصل درجة الحرارة فيه إلى ما يقرب من 2 مليون و 500 ألف درجة مئوية. كما تساوي كثافة الغاز فيه كثافة الماء، والطبقات العليا من الإشعاع تكون حرارتها أقل من درجة حرارة الطبقات السفلية منه، ولما كانت حرارة الإشعاع تنتقل عادة من المنطقة الحارة إلى المنطقة الأقل حرارة، فإن الطاقة المنبعثة من جوف الشمس تتدفق من خلال منطقة الإشعاع في اتجاه سطحها. ويسمى هذا التدفق الحراري بالإشعاع.

ت . منطقة الحمل :

         على بعد ثلثي المسافة من المركز، وتنتهي إلى بعد 220 كم من سطح الشمس، وتصل الحرارة في هذه المنطقة إلى مليون ومائة ألف درجة مئوية، وتبلغ كثافة  الغاز 0.1 من كثافة الماء. وتكون الغازات فيه معتمة بحيث لا تنفذ منها الطاقة المنبعثة من باطن الشمس بطريق الإشعاع، بل على العكس إذ تعمل الطاقة على دفع الغازات في تحركات عنيفة تسمى الحمل أو الدوامات، هذه التحركات هي المسؤولة عن نقل معظم الطاقة الشمسية نحو السطح.

ث . سطح الشمس أو المنطقة المرئية:

         يبلغ سمكها نحو 550 كم، ودرجة حرارتها 5500 درجة مئوية. وهذه المنطقة المرئية هي في الواقع الطبقة السفلي من جو الشمس. وهي قليلة الكثافة جدا، إذ تتراوح كثافتها بين جزء من مليون وواحد على عشرة من المليون من كثافة الماء.

         وتحتوي الطبقة المرئية على عدد كبير من البقع الصغيرة التي نسميها الحبيبات. والحبيبات العادية تستمر على حالها لمدة 5- 10 دقائق فقط، ثم تبدأ في التلاشى، وعندما تختفي هذه الحبيبات من سطح الشمس يحل مكانها حبيبات أخرى، ويعتقد الفلكيون أن هذه الحبيبات تنشأ نتيجة للتحركات العنيفة للغازات في منطقة الحمل، ويظهر على المنطقة المرئية كذلك بقع سوداء تسمى البقع الشمسية.  

ج . ما فوق السطح:

         تصل درجة الحرارة، على مسافة 160 كم فوق المنطقة المرئية، إلى ما يقرب من 4000 درجة مئوية. وترتفع درجة الحرارة مرة أخرى كلما ارتفعنا عن السطح، ففي المنطقة الملونة وهي الجزء الأوسط من جو الشمس تصل درجة الحرارة إلى ما يقرب من 27 ألف وثمانمائة درجة مئوية.

كيف تنتج الشمس الطاقة

         ترسل الشمس إلى الفضاء طاقة ضوئية وحرارية، فهي تفقد من كتلتها على هيئة طاقة ما مقداره 3 مليون و 600 ألف طن كل ثانية. ولا تستقبل الأرض من هذه الطاقة التي تفقدها الشمس سوى ما يقرب من 108كجم في الثانية الواحدة، أو ما يعادل جزءا من بليونين من الطاقة التي تبثها الشمس في الثانية الواحدة غير أن هذه الكمية تكفي لجعل الحياة ممكنة على سطح الأرض.

ولقد تساءل الكثيرون منذ آلاف السنين عن الكيفية التي يمكن للشمس أن ترسل بها ضوءها، وتستمر في ذلك رغم ما تفقده من طاقة هائلة كل ثانية. ولم تتوفر الإجابة عن هذا السؤال إلا عند حوالي عام 1900م. عندما أوضح الفلكي البريطاني أرثر أدنجتون أن درجة حرارة مركز الشمس تبلغ عدة ملايين من الدرجات المئوية. عند هذه الدرجة تتحد نويات الذرات، في عمليات الاندماج الحراري النووي. وجاء عالم الفيزياء هانز بيتي من الولايات المتحدة الأمريكية، وكارل فون فايسكر من المانيا في الثلاثينيات من القرن العشرين ليؤكد هذا الراي. وبينا أن عملية الاندماج الحراري النووي قادرة على ايجاد كمية من الطاقة كافية لأن تظل الشمس في إشعاعها إلى بلايين السنين.

الفرن الحراري النووي:

         ينتج عن تحول الهيدروجين إلى هيليوم داخل الشمس طاقةٌ حرارية وضوئية. وينتج الهيليوم خلال عدة تفاعلات نووية. وعادة ما يعبر العلماء عن هذه التفاعلات الحرارية النووية بأنها احتراق لعنصر الهيدروجين. غير أن هذه التفاعلات ليست عملية احتراق بالمعنى الذي نفهمه عن احتراق بعض المواد كالورق أو الخشب مثلا.

النشاط الشمسي

         هناك أنواع من الظواهر اللافتة للأنظار تحدث فوق سطح الشمس. وعندما تزداد شدة هذه الظواهر، يطلق عليها اسم العواصف الشمسية. وعادة ما تظهر مثل هذه العواصف الشمسية في المنطقة المرئية وفي الأجزاء الواقعة فوق المناطق المعتمة من سطح الشمس. وهذه المناطق المعتمة تسمى بالبقع الشمسية. وقد تحدث مثل هذه العواصف الشمسية على هيئة تفجيرات لامعة من الضوء تسمى الوهج. ويطلق الوهج كمية هائلة من الطاقة الشمسية. وتحدث بعض العواصف الشمسية الأخرى على هيئة أقواس هائلة تسمى الشواظ الشمسي. ترتفع الأقواس فوق حافة الشمس ثم تتساقط مرة أخرى عليها. ويطلق على هذه الظواهر، (البقع الشمسية والعواصف الشمسية المختلفة جميعاً)، اسم: النشاط الشمسي.

دراسة الشمس

بحث علماء الفلك المسلمون والعرب في حساب إهليليجية الشمس، وتوصلوا إلى تقديرات قريبة جدا من تقديرات العلم الحديث فيما يختص ببعد الشمس عن مركز الأرض كما ضبط الفلكيون العرب حركة أوج الشمس وتداخل فلكها في أفلاك أخرى نحو عام 290 هـ، 902 م. وتنسب إلى الزرقالي (ت 493 هـ، 1099 م) أدق درجة عُرفت في زمانه لحركة اوج الشمس بالنسبة إلى النجوم، وقد بلغ مقدارها إذ ذاك 04. 12 دقيقة بينما مقدارها الحالى 12.08 دقيقة. وتوصل ابن رشد (ت 595 هـ، 1198 م) بالحساب الفلكي إلى وقت عبور عطارد على قرص الشمس، ولما رصده وجده بمثابة بقعة سوداء على قرص الشمس في الوقت الذي تكهن به تماما. كما كان ابن رشد أول من كتب عن كُلف الشمس.  

ولم تتضح معرفة العلاقة بين الأرض والشمس إلا في اوائل القرن السادس عشر الميلادي. ففي عام 1543م، بيَّن الفلكي البولندي نيكولاس كوبرنيكوس أن الشمس هي مركز المجموعة الشمسية. وقال إن الأرض والكواكب تدور حول الشمس.

الدراسات الشمسية الحديثة:

         تستقبل الأرض، من الشمس ضوءا أكثر مما تستقبله من بقية النجوم. ولكى يتمكن الفلكيون من دراسة الضوء باستفاضة كافية، صممت أجهزة التلسكوب الشمسية بحيث تجعل الصورة الضوئية منتشرة إلى أكبر قدر ممكن. ويستخدم الفلكيون مطيافا شمسيا لتحليل طيف الشمس. ويعمل المطياف على تفريق ألوان الطيف، ليتمكن الراصد من دراسة ضوء الشمس.

         وهناك جهاز يسمى الكوروناجراف يستخدم خصيصا في الدارسات الشمسية، يمكن بوساطته تصوير الإكليل الشمسي في أي وقت دون انتظار حدوث كسوف كلى للشمس. وهو أنبوبة يتوسطها قرص صُمم خصيصا ليحجب الضوء من الطبقة المرئية والطبقة الملونة من الشمس. وبهذه الطريقة يمكن للفلكيين القيام بدراسات كسوف مصطنع للشمس في أي وقت دون ما انتظار لحدوث كسوف حقيقي.

         وليس في الإمكان دراسة ضوء الشمس من الأرض إلا في الموجات المرئية، والراديوية. أما الجزء الأكبر منه في هذه الموجات، فيمكن دراسته من الفضاء.

         وفي السبعينيات من القرن العشرين، أدرك الفلكيون أن كثيرا من التحركات في جو الشمس تحدث على هيئة موجات. ويعتقدون أن هذه الموجات تنتج في منطقة الحمل بداخل الشمس. فالموجات التي تحدث في جو الشمس ماهى إلا صدى لما يحدث في التكوينات الداخلية للشمس. وأمكن عن طريق دراسة هذه الموجات فيما يعرف بدراسة الزلازل الشمسية معرفة ما يحدث بداخل الشمس من ناحية التغيرات الحرارية، والتغيرات في الكثافة، والتركيب الكيميائى. كما أفادت هذه الدراسات الفلكيين في معرفة كيفية تغير معدل دوران الشمس تبعا لتغير البعد عن سطح الشمس نحو الداخل.

         وأطلقت الولايات المتحدة الأمريكية عام 1980 م سفينة فضاء أطلق عليها (قمر برنامج دورة النشاط الشمسي الأعظم)، ثبت من خلال أرصاده أن البقع الشمسية تقلل من كمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى جو الأرض.

شمس منتصف الليل:

         مصطلح يستخدم للشمس حين تظهر طوال 24 ساعة في اليوم في المناطق القطبية، ففي القطب الشمالي تظل الشمس مشرقة طوال ستة اشهر بين 20 مارس و 23 سبتمبر. وفي القطب الجنوبي، تظل الشمس فوق الأفق ما بين 23 سبتمبر و 20 مارس. تتضاءل فترة الإشراق المستمر كلما ابتعدنا عن القطبين. وتظهر شمس منتصف الليل لبضعة أيام فقط في حوالي 21 يونيو عند الخط الوهمي المسمى بالدائرة القطبية في حين يستمر ظهورها لمدة يوم أو يومين في حوالي 21 ديسمبر عند خط وهمي آخر يعرف باسم الدائرة القطبية الجنوبية.

         تتولد شمس منتصف الليل عن ميل محور الأرض في أحد الاتجاهات أثناء دوران الأرض حول الشمس، فيميل أحد القطبين نحو الشمس لمدة ستة أشهر، في حين يميل الآخر عن الشمس التي تدور كذلك حول محورها. تؤدي هذه الحركة إلى جعل الشمس تشرق وتغرب على فترات منتظمة، مسببة الليل والنهار في شتى أنحاء الأرض.

المراجع والمصادر

1. القرآن الكريم.
2. موسوعة الحديث الشريف، شركة صخر العالمية.
3. إبراهيم مصطفى وآخرون،المعجم الوسيط، دار الدعوة، القاهرة، ط1، 1400هـ.
4. ابن منظور، "لسان العرب"، دار الفكر، بيروت، ط1، 1410هـ.
5. راشد المبارك، "هذا الكون"، الرياض، ط1، 1417هـ.
6. السيد سابق، "فقه السنة"، دار الفتح للإعلام العربي، القاهرة، ط21، 1418هـ/1998م، مج1، ص 75 - 78.
7. سيد قطب، "في ظلال القرآن"، دار الشروق، بيروت، ط225، 1996.
8. عبدالعليم عبدالرحمن خضر، "الزلزال الكوني الأعظم والإعجاز العلمي للقرآن الكريم"، الدار السعودية للنشر، جدة، المملكة العربية السعودية، ط1، 1413هـ.
9. الموسوعة العربية العالمية، مؤسسة أعمال الموسوعة، الرياض، المملكة العربية السعودية العربية السعودية، ط1، 1416هـ.