Mặt Trời – Cảnh 3D

Mặt trời từng được coi là hiện tượng siêu nhiên và được tôn thờ như một vị thần trong một số nền văn minh cổ đại. Ở Ai Cập, Mặt Trời được tôn sùng với tên gọi Amon, ở Mesopotamia là Samas và ở Hy Lạp là Apollo. Nhà triết học Hy Lạp Anaxagoras là người đã đưa ra lí luận khoa học đầu tiên vào thế kỷ thứ 5 trước Công nguyên; theo quan điểm của ông, Mặt Trời là một quả cầu sắt nóng rực. Ý tưởng bất thường này được coi là báng bổ và ông bị cầm tù vì quan điểm của mình. Sau khi chế tạo ra kính viễn vọng, Galileo Galilei cũng nghiên cứu Mặt Trời và phát hiện ra các vết đen mặt trời. Sau đó, Isaac Newton đã sử dụng lăng kính để phân tách ánh sáng trắng từ Mặt trời thành các thành phần của nó. Tuy nhiên sau đó, William Herschel đã sử dụng phương pháp này khi phát hiện ra bức xạ hồng ngoại vào khoảng năm 1800.

Trong các thí nghiệm của mình vào thế kỷ 19, Joseph von Fraunhofer là người đầu tiên quan sát các vạch hấp thụ trong quang phổ mặt trời, từ đó có thể xác định thành phần hóa học của khí quyển. Hans Bethe đã phát triển lý thuyết nhiệt hạch vào năm 1939, giải thích cách tạo ra năng lượng bên trong Mặt trời. Các tàu thăm dò không gian đầu tiên được gửi đi để quan sát Mặt Trời là tàu thăm dò của NASA Pioneer vào năm 1959 và 1968. Bay quanh Mặt Trời ở khoảng cách tương đương với Trái Đất, chúng đã kiểm tra kỹ lưỡng gió mặt trời và khám phá từ trường Mặt Trời. Tàu thăm dò không gian Helios của Mỹ – Tây Đức, được phóng vào năm 1974, đã tiến hành nghiên cứu bên trong quỹ đạo của Sao Thủy. Bức xạ tia X của Mặt trời được kiểm tra bằng kính viễn vọng không gian từ trạm vũ trụ Skylab.

Sau khi ra khỏi mặt phẳng quỹ đạo của các hành tinh, tàu thăm dò vũ trụ Ulysses đã nghiên cứu Mặt trời, cung cấp rất nhiều thông tin mới về các vùng cực của nó. SOHO là một trong những tàu thăm dò quan trọng nhất trong công cuộc nghiên cứu Mặt trời, luôn giữ vị trí giữa Mặt Trời và Trái Đất. Nó đã chụp ảnh Mặt Trời từ năm 1995, ở cả phạm vi nhìn thấy và vùng tia cực tím. Gần đây, một số tàu thăm dò mới đã kiểm tra ngôi sao của chúng ta, điều này rất quan trọng, vì hoạt động của mặt trời có ảnh hưởng sâu sắc đến thời tiết. Việc sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời đang dần trở nên phổ biến hơn: sử dụng để sản xuất điện qua các tấm pin mặt trời hay các trạm năng lượng mặt trời và sản xuất nhiệt từ các bộ thu năng lượng mặt trời.

Mặt trời là một ngôi sao trung bình, loại G (sao lùn màu vàng). Với 4,6 tỷ năm tuổi, hiện tại nó đã trải qua gần một nửa tuổi thọ kéo dài khoảng 12 tỷ năm. Nó bao gồm gần ba phần tư hydro, được chuyển đổi thành heli bằng phản ứng tổng hợp hạt nhân trong lõi của Mặt Trời, do đó tạo ra năng lượng (photon năng lượng cao). Khi nguồn cung cấp nhiên liệu của Mặt Trời cạn kiệt, nó sẽ co lại và lõi của nó sẽ nóng lên đủ để heli chuyển thành carbon. Quá trình này sẽ dẫn đến việc sản sinh năng lượng thậm chí còn lớn hơn; do đó, ngôi sao này sẽ mở rộng gấp vài trăm lần kích thước hiện tại của nó (vì vậy Trái Đất có thể sẽ bị nuốt chửng). Tuy nhiên, bề mặt của Mặt Trời sẽ nguội bớt, sau đó nó sẽ trở thành một ngôi sao đỏ khổng lồ. Giai đoạn này sẽ không kéo dài lâu: khi phản ứng tổng hợp dừng lại, áp suất bên trong của Mặt Trời sẽ giảm và nó sẽ sụp đổ do trọng lực của chính mình. Sau đó, nó sẽ trở thành một sao lùn trắng cực kỳ đặc và hạ nhiệt sau hàng tỷ năm.

Mặt Trời không được tạo thành từ chất rắn; thành phần của nó là plasma. Đây là lý do tại sao vành đai của các vĩ độ khác nhau lại xoay với tốc độ khác nhau. Các khu vực xích đạo của Mặt Trời xoay vòng cứ sau 25 ngày, trong khi các vùng cực chỉ xoay sau mỗi 32 ngày. Bầu khí quyển của nó được xếp lớp (tạo thành từ quang quyển, tầng quyển và vành nhật hoa), và nó dần dần sát nhập vào môi trường liên hành tinh. Các vành nhật hoa sẽ trở nên hữu hình khi xảy ra nhật thực.

99,87% khối lượng của Hệ Mặt Trời tập trung ở vì sao trung tâm. Mặt Trời có khối lượng khổng lồ, do đó sở hữu lực hấp dẫn cực kỳ mạnh, có khả năng gắn kết Hệ Mặt trời lại với nhau, chi phối sự chuyển động của tất cả các hành tinh và các vật thể nhỏ hơn trong đó. Mặt Trời phát ra nguồn lượng năng lượng vô tận, chủ yếu dưới dạng tia cực tím, bức xạ nhìn thấy và hồng ngoại, nhưng cũng có một lượng nhỏ các loại bức xạ khác, như tia gamma, tia X và sóng vô tuyến.

Các hạt cơ bản (chủ yếu là proton và electron) cũng được phóng ra từ Mặt trời; tạo nên gió mặt trời. Lõi của Mặt trời có nhiệt độ ước tính là 14–15 triệu độ K, áp suất 3×10¹¹ khí quyển và mật độ 155g/ cm³.

Lõi Mặt Trời mở rộng từ tâm đến khoảng một phần tư bán kính và hoạt động như một lò phản ứng hạt nhân, nơi năng lượng được giải phóng dưới dạng các hạt photon năng lượng cao, tia gamma và tia X trong quá trình tổng hợp các nguyên tố quang học thành những thành phần có trọng lượng lớn hơn. Quá trình nhiệt hạch liên quan đến phản ứng tổng hợp hạt nhân của deuteri và triti, cả hai đồng vị của hydro. Hạt nhân deuteri bao gồm một proton và một neutron, trong khi hạt nhân triti được tạo thành từ một proton và hai neutron. Phản ứng tạo ra một hạt nhân heli, bao gồm hai proton và hai neutron. Phản ứng giải phóng một neutron và năng lượng dưới dạng các photon tự do. Trong quá trình va chạm, các lực đẩy trong các proton phải được khắc phục. Điều này chỉ khả thi nếu các nguyên tử hydro di chuyển rất nhanh, đồng nghĩa với nhiệt độ đạt cực cao.

Mặt trời có thể duy trì mức độ phóng xạ hiện tại thêm 6 hoặc 7 tỷ năm nữa. Lõi được bao quanh bởi vùng bức xạ, lan rộng tới khoảng 70% bán kính của Mặt Trời. Photon thường va chạm, được hấp thụ và sau đó được giải phóng trong vùng này. Thông thường, mất tới 10 nghìn năm để các photon chạm tới bề mặt Mặt Trời. Đối lưu quy mô lớn diễn ra ở khu vực bên ngoài của Mặt Trời, chiếm khoảng 25–30% bán kính mặt trời. Do đó, lớp này được gọi là vùng đối lưu. Nhiệt được truyền đến quang quyển bằng dòng chảy vật chất trong vùng. Sau đó sẽ toả ra ngoài không gian.

Bầu khí quyển của Mặt trời chủ yếu bao gồm các nguyên tố hóa học nhẹ hơn: 71% hydro, 27% heli và 2% các nguyên tố nặng hơn. Hạt nhân chứa 35% hydro.

Source: https://thevesta.vn
Category: Thế Giới