Sunce

ilustracija
SUNCE – 1. fotosfera, 2. vidljivo, infracrveno, ultraljubičasto i rendgensko zračenje, 3. neutrini, 4. radijativna zona, 5. konvektivna zona, 6. jezgra, termonuklearne reakcije, 7. prominencije, 8. pjege, 9. granule, 10. baklje, 11. kromosfera, 12. bodlje, 13. energetske čestice, 14. korona
ilustracija1ilustracija2ilustracija3ilustracija4ilustracija5

Sunce, zvijezda oko koje obilazi Zemlja, središte Sunčeva sustava. Smješteno je u ekvatorskoj ravnini Mliječne staze, 26 000 svjetlosnih godina daleko od njezina središta, oko kojega obiđe za 230 milijuna godina brzinom od 230 km/s. Brzinom od 20 km/s giba se u smjeru zvijezde Vege. (→ apeks)

Sunce je nastalo prije 4,65 milijardi godina kao treća zvjezdana generacija, skupljanjem međuzvjezdane tvari, kojoj se gustoća povećala potpomognuta vjerojatno udarnim valom bliske supernove. Složene atomske jezgre u Suncu i planetima, ne bi mogle, zbog relativno male mase Sunca, nastati nuklearnim procesima u Suncu. Danas Sunce zrači za trećinu više nego što je zračilo u početku, a porast se nastavlja, pa se smatra da će Zemlja postati nenastanjiva za manje od milijardu godina. Nakon 4 do 5 milijardi godina Sunce će jako povećati volumen i postati crvenim divom.

Fizička svojstva

Sunce je žuta zvijezda spektralnoga razreda G2 i na glavnom nizu HR-dijagrama. Oblika je kugle s promjerom 1 392 000 km (109 Zemljinih promjera). Sunčev je volumen 1,3 milijuna puta veći od Zemljina. Mase je 1,9891 · 1030 kg, 750 puta više od svih planeta zajedno, a 333 000 puta veće od Zemlje. Prosječne je gustoće 1400 kg/m³ (oko 1/4 gustoće Zemlje). Zrači snagom od 3,83 · 1026 W i ima efektivnu temperaturu vanjskoga sloja atmosfere (fotosfere) od 5770 K. Sastoji se od ioniziranoga plina. Većina poznatih kemijskih elemenata otkrivena je i na Suncu. Dva su elementa najobilnija: 74% Sunčeve mase čini vodik, 24% helij. U središtu Sunca, gdje se nalazi izvor energije i gdje temperatura doseže 15 milijuna kelvina vodika je manje nego helija.

Sunce se ne vrti kao kruta kugla, već mu je rotacija diferencijalna. Period vrtnje ekvatora iznosi 25 dana (s linearnom brzinom od 2 km/s), dok se period vrtnje u polarnim krajevima produljuje do 36 dana. Os rotacije nagnuta je prema okomici na ekliptiku za 7,2°. Zbog toga nagiba Sunčeva se kugla ne vidi sa Zemlje stalno u istoj projekciji. Sjeverni mu je pol prema nama najviše nagnut u rujnu. Zbog kretanja Zemlje oko Sunca vidljivi period rotacije ekvatora ne iznosi 25 već 27 dana (sinodički period rotacije). U tom periodu Sunčeva aktivnost iskazuje promjene utjecaja na Zemlju.

Izvor energije

Sunčeva energija potječe od procesa nuklearne fuzije proton-proton, kojim od vodikovih jezgara nastaju jezgre helija. Dokaz odvijanja nuklearnih procesa dalo je proučavanje neutrina kao sporednih proizvoda termonuklearnih reakcija, koji pristižu do Zemlje izravno iz Sunčeva središta. Energija se iz središta prenosi najprije zračenjem (radijativna zona), a zatim miješanjem (konvektivna zona). Znak su miješanja zrnca (granule) vidljiva u dubljim dijelovima fotosfere. Zračenje od izvora do fotosfere zbog međudjelovanja stiže za više milijuna godina. U spektru Sunca prevladava infracrveno i vidljivo zračenje koje je nepromjenjiva intenziteta. Ultraljubičasto i rendgensko zračenje se stvara prolaznim procesima u višim slojevima atmosfere i promjenjiva je intenziteta.

Novim dijagnostičkim metodama, koje prakticira helioseizmologija, iscrpno je ispitana unutrašnjost Sunca. Kroz cijelo se Sunce prostiru akustički valovi, slično kao što se Zemljinom unutrašnjosti šire potresni valovi. Valovi se odbijaju od površinskih slojeva Sunca, u kojima gustoća naglo pada. Dubina prodiranja valova ovisi o njihovoj valnoj duljini. S pomoću njih ustanovljeno je da se dno konvektivne zone nalazi na 0,7 polumjera, te da ispod te zone više nema diferencijalne rotacije. S pomoću tih valova potvrđen je teorijski model unutrašnjosti Sunca s vrlo velikom točnošću. Sasvim praktična disciplina, helioseizmološka holografija, proučava stražnju, izravno nevidljivu Sunčevu stranu, predviđajući nastup aktivnih skupina pjega.

Sunčeva atmosfera

Sunčeva je atmosfera troslojna. Fotosfera je najniži sloj iz kojega se Sunčevo zračenje širi u svemir, debljine je nekoliko stotina kilometara. U fotosferi se nalaze Sunčeve pjege (makule), baklje (fakule), granule i supergranule. Sunčeve pjege, tamnija, i do 1500 K hladnija područja fotosfere, posljedica su kvaziperiodične evolucije Sunčeva magnetskih polja. Ono je proizvedeno strujanjima Sunčeve plazme ispod fotosfere, pretežno u konvektivnoj zoni, te na granici radijativne i konvektivne zone, a nastaje tzv. dinamo-mehanizmom, podržavanim konvekcijom i zvijezdinom vrtnjom. Polje se stalno razvija i mijenja oblike. Na početku ciklusa aktivnosti polje je slabo i ima oblik dipola. Zbog diferencijalne rotacije polje se deformira i silnice se u blizini ekvatora izdužuju; polje se razvija u niz petlji. Na prodoru petlji iz fotosfere javljaju se skupine pjega.

Kromosfera je srednji sloj atmosfere, visoka je 2000 km i niže je temperature od fotosfere. Iz nje se podižu bodlje (spikule), mali izbačaji plina koji se dižu do visine od 7000 do 9000 km. Spikule nisu razmještene po cijelom Suncu, već su stiješnjene na rubovima supergranula. Iz kromosfere se dižu i prominencije, pojave nalik oblaku, koje se opažaju kao svijetle iznad ruba Sunčeva kruga, ili kao tamne (filamenti) kada se nalaze na disku. Veoma su različitih oblika i trajanja, od mirnih do eruptivnih. Njihov ionizirani plin podržavan je tlakom magnetskoga polja. Mirne prominencije traju i više mjeseci.

Korona je najrjeđi dio Sunčeve atmosfere, označuje prijelaz Sunčeve tvari u međuplanetni prostor. Između kromosfere i korone tanak je prijelazni sloj u kojem se temperatura naglo povisuje od 1 do 10 milijuna kelvina. Korona je vidljiva za vrijeme Sunčeve pomrčine. Najniže područje, K-korona, raspršuje Sunčevu svjetlost, E-korona emitira spektralne linije višestruko ioniziranih atoma, a u najvišoj, F-koroni, Sunčeva se svjetlost raspršuje na međuplanetnom prahu. Isparavanjem korone nastaje Sunčev vjetar, a širi se radijalno, prosječnom brzinom od 400 km/s.

Eksplozivni procesi u atmosferi nagla su oslobađanja nagomilane energije magnetskoga polja u kojima se pojavljuju Sunčeve pjege, aktivna područja s bakljama, eruptivne prominencije, bljeskovi i koronini izbačaji.

Plin je u jakom i složenom magnetskom polju nestabilan i nije u ravnoteži. Eksplozivnim procesima troši se nagomilana energija magnetskoga polja, polje se pojednostavnjuje i prazni, čime završava ciklus aktivnosti.

Bljeskovi zauzimaju manja područja kromosfere iznad skupine pjega, a izbačaji zauzimaju prostor usporediv s volumenom Sunca, u obliku plinovitih lupina koje napuštaju Sunce i poremećuju međuplanetni prostor, kao i magnetosfere planeta (→ polarna svjetlost).

Heliosfera je sfera polumjera oko 100 astronomskih jedinica u kojoj Sunčeva plazma ispunja prostor.

Sunce. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 16.10.2018. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=58774>.