Milyen jelenségek által bocsát ki fényt a Nap?
Ezt fogjuk megvizsgálni ebben a rövid cikkben.
Jó felfedezés?
Hogyan süt a Nap?
A Nap, vagy bármely más csillag, ami azt illeti, egy termonukleáris fúziós folyamatnak köszönhetően “ragyog” vagy “ég”, nem pedig kémiai reakciónak, mint a bolygónkon lévő mesterséges világítás.
Mert a Nap nagyon nagy tömegű, nagy a gravitációja, és a magjában hatalmas nyomás és hő uralkodik. Ez a nyomás és hő olyan magas a Nap magjában (kb. 15 millió °C), hogy a Napot nagyrészt alkotó hidrogénatomok protonjai kellő sebességgel ütköznek egymással ahhoz, hogy összetapadjanak vagy “összeolvadjanak”, és héliummagokat hozzanak létre. Valójában négy hidrogénmagnak kell összeolvadnia ahhoz, hogy egy héliummag keletkezzen, bár ez valójában egy bonyolultabb, három részből álló folyamat (hidrogénből deutérium, deutériumból hélium-3 és hélium-3-ból hélium).
A fúziós héliummagok nettó tömege azonban valójában valamivel kisebb, mint az őket alkotó hidrogénatomok tömegének összege, és ez a csekély tömegveszteség hatalmas mennyiségű energiává alakul át, az E = mc² tömeg-energia ekvivalenciaviszony szerint. Hogy érzékeltessük ennek a folyamatnak a nagyságrendjét, Napunk minden nap minden másodpercében mintegy 700 millió tonna hidrogént alakít át mintegy 695 millió tonna héliummá. A hiányzó 5 millió tonnát körülbelül 100 milliárd egy megatonnás bomba felrobbanásával egyenértékű energiává alakítja át, ami kétszázmilliószorosa a Földön valaha felrobbantott összes nukleáris fegyver robbanóerejének. És ez minden másodpercben megtörténik.
A fúziós folyamat tehát hatalmas mennyiségű energiát szabadít fel, kezdetben gamma-fotonok formájában, amelyek a sugárzás és a konvekció kombinációja révén áthaladnak a Nap belsején, majd elektromágneses energia, köztük látható fény formájában visszasugározódnak az űrbe. Ez a folyamat részecskesugárzást is kibocsát, amelyet “csillagszélnek” neveznek, azaz elektromosan töltött részecskék, például szabad protonok, alfa- és béta-részecskék, valamint neutrínók állandó áramlását. E magfúziós folyamat belső nyomása akadályozza meg, hogy a Nap saját gravitációja alatt tovább omoljon össze (hidrosztatikus egyensúlyi állapot).
A hidrogén a Napban (és az egész világegyetemben) messze a leggyakoribb elem, a hélium pedig a második leggyakoribb elem. Egy csillag élete nagy részét, az úgynevezett “fősorozat” fázisát a hidrogén héliummá fúziójával tölti, de a nagyobb, forróbb csillagokban a magban felhalmozódó hélium egyre jobban összenyomódik és egyre forróbbá válik, amíg a héliumatomok oxigén és szén keletkezésével fúzióba nem kezdenek. Ezek a csillagok tehát folyamatosan nehezebb elemeket hoznak létre a könnyebbekből: héliumot hidrogénből, oxigént héliumból, és így tovább. Ez a folyamat azonban még a legnagyobb csillagokban is megáll az ultra-stabil vas elemnél, amely nem olvad össze könnyen nehezebb elemekké. Ezen a ponton a gravitáció belső nyomása átveszi az irányítást, összezúzza a magot, ami szupernóva-robbanáshoz és neutroncsillag vagy fekete lyuk keletkezéséhez vezet.
Reméljük, ez az információ segített abban, hogy többet tudj meg a Napunkról.
Viszlát hamarosan a Le Petit Astronaute-on!
Fedezd fel következő cikkünket: Hol van a Föld a világegyetemben?