Mặt trời – Bách khoa Toàn thư Việt Nam

Mặt trời là ngôi sao nằm ở trung tâm của Hệ Mặt trời. Nó là một khối cầu plasma gần hoàn hảo,[1][2] được gia nhiệt đến nóng sáng bởi phản ứng nhiệt hạch trong lõi và tỏa năng lượng chủ yếu dưới dạng ánh sáng nhìn thấy và bức xạ hồng ngoại. Cho đến nay Mặt trời là nguồn năng lượng quan trọng nhất đối với sự sống trên Trái đất. Mặt trời có đường kính khoảng 1,39 triệu kilomet, bằng 109 lần đường kính Trái đất. Khối lượng của Mặt trời gấp khoảng 330.000 lần khối lượng Trái đất và chiếm đến 99,86% tổng khối lượng của Hệ Mặt trời.[3] Mặt trời có thành phần chủ yếu là hydro (~73%), còn lại đa phần là heli (~25%) và lượng rất nhỏ các nguyên tố nặng hơn bao gồm oxy, carbon, neon, và sắt.[4]

Căn cứ vào lớp quang phổ thì Mặt trời là sao dãy chính loại G ( G2V ). Bởi vậy, nó được đề cập một cách không chính thức và không trọn vẹn đúng chuẩn là sao lùn vàng ( ánh sáng Mặt trời gần màu trắng hơn là vàng ). Mặt trời hình thành cách đây khoảng chừng 4,6 tỷ năm [ 5 ] từ sự suy sụp mê hoặc của vật chất trong một vùng mây phân tử lớn. Hầu hết vật chất này tập hợp vào tâm trong khi phần còn lại bị dát phẳng thành một đĩa quay mà sau này trở thành Hệ Mặt trời. Khối lượng TT trở nên quá nóng và đặc, rốt cục khơi gợi quy trình tổng hợp hạt nhân trong lõi. Hiện con người cho rằng gần như hàng loạt những ngôi sao 5 cánh hình thành bởi quy trình này .

Hiện tại, cứ mỗi giây Mặt trời tổng hợp khoảng 600 triệu tấn hydro thành heli trong lõi và kết quả là bốn triệu tấn vật chất được chuyển hóa thành năng lượng. Năng lượng này mất khoảng 10.000 đến 170.000 năm để thoát ra khỏi lõi, là nguồn ánh sáng và nhiệt của Mặt trời. Khi mà hoạt động tổng hợp hydro trong lõi suy biến đến điểm mà cân bằng thủy tĩnh mất đi, lõi của Mặt trời sẽ trải qua quá trình gia tăng mật độ và nhiệt độ rõ rệt trong khi các lớp ngoài phình to, cuối cùng biến Mặt trời thành sao khổng lồ đỏ. Theo tính toán Mặt trời sẽ lớn đến mức bao trùm quỹ đạo hiện tại của Sao thủy và Sao kim, tiêu diệt sự sống trên Trái đất song điều này chưa diễn ra trong năm tỷ năm tới. Sau đó, Mặt trời sẽ bung các lớp ngoài ra và trở thành một loại sao lạnh đặc gọi là sao lùn trắng, không còn tạo ra năng lượng thông qua tổng hợp hạt nhân song vẫn phát sáng và tỏa nhiệt nhờ sản phẩm tổng hợp trước đó.

Con người đã nhận ra ảnh hưởng tác động vô cùng to lớn của Mặt trời lên Trái đất từ thời tiền sử. Một số nền văn hóa truyền thống xem Mặt trời như một vị thần. Chuyển động đồng nhất của Trái đất cùng quỹ đạo của nó quanh Mặt trời là cơ sở của lịch Mặt trời mà một trong số đó được dùng thông dụng thời nay .

Đặc điểm tổng quan[sửa]

Mặt trời là sao dãy chính loại G, chiếm đến khoảng chừng 99,86 % khối lượng Hệ Mặt trời. Nó có độ sáng tuyệt đối + 4,83, ước tính sáng hơn khoảng chừng 85 % số sao trong Dải Ngân Hà mà phần lớn là sao lùn đỏ. [ 6 ] [ 7 ] Mặt trời thuộc quần thể sao I hay sao giàu nguyên tố nặng. [ ↓ 1 ] [ 8 ] Về nguồn gốc thì những sóng xung kích từ một hay nhiều hơn siêu tân tinh ở gần hoàn toàn có thể đã khởi động sự hình thành của Mặt trời. [ 9 ] Căn cứ cho giả thuyết này là số lượng nhiều những nguyên tố nặng như vàng và uranium trong Hệ Mặt trời so với quần thể sao II gồm có những ngôi sao 5 cánh có ít nguyên tố nặng. Những nguyên tố này năng lực cao nhất đến từ phản ứng hạt nhân thu nhiệt trong siêu tân tinh hoặc từ sự biến hóa qua hấp thu neutron trong một ngôi sao thế hệ hai khổng lồ. [ 8 ]Quan sát từ Trái đất, Mặt trời là thiên thể sáng nhất trên khung trời với độ sáng biểu kiến − 26,74. [ 10 ] [ 11 ] So với ngôi sao 5 cánh sáng thứ hai là Sirius có độ sáng biểu kiến − 1,46 thì Mặt trời sáng hơn khoảng chừng 13 tỷ lần. Một đơn vị chức năng thiên văn ( 150.000.000 km ) được định nghĩa là khoảng cách trung bình giữa tâm Trái đất và tâm Mặt trời, khoảng cách này đổi khác khi Trái đất chuyển dời từ điểm cận nhật trong tháng 1 đến điểm viễn nhật trong tháng 7. [ 12 ] Ở khoảng cách trung bình, ánh sáng mất 8 phút 19 giây để đi từ chân trời Mặt trời đến chân trời Trái đất còn trường hợp hai điểm gần nhau nhất sẽ mất ít hơn khoảng chừng hai giây. Năng lượng của ánh sáng mặt trời tương hỗ gần như hàng loạt sự sống trên Trái đất trải qua quang hợp [ 13 ] và chi phối thời tiết cũng như khí hậu trên Trái đất .

Mặt trời không có ranh giới rõ ràng nhưng mật độ của nó giảm theo cấp số mũ tương ứng với độ cao gia tăng phía trên quang quyển.[14] Vì mục đích đo lường, bán kính Mặt trời được xem là khoảng cách từ tâm đến rìa quang cầu, bề mặt nhìn thấy rõ của Mặt trời.[15] Theo cách đo này thì Mặt trời là khối cầu gần hoàn hảo với độ dẹt ước tính chỉ khoảng 9 phần triệu,[16] tức là đường kính cực chỉ sai khác đường kính xích đạo 10 km.[17] Hiệu ứng thủy triều của các hành tinh là yếu và không gây ảnh hưởng đáng kể đến hình dạng của Mặt trời.[18] Mặt trời quay tại xích đạo nhanh hơn cực, nguyên nhân là vận động đối lưu bắt nguồn từ vận chuyển nhiệt và lực Coriolis bắt nguồn từ chuyển động quay của Mặt trời. Xét hệ quy chiếu ứng với các vì sao thì chu kỳ quay của Mặt trời là xấp xỉ 25,6 ngày tại xích đạo và 33,5 ngày tại cực. Nếu quan sát từ Trái đất khi hành tinh này quay quanh Mặt trời thì chu kỳ quay biểu kiến của Mặt trời tại xích đạo là khoảng 28 ngày.[19] Quan sát từ một điểm thuận lợi phía trên cực bắc của Mặt trời sẽ thấy Mặt trời quay ngược chiều kim đồng hồ quanh trục quay của nó.[20]

Ánh sáng mặt trời[sửa]

Mặt trời quan sát từ bề mặt Trái đấtHình thu nhỏ có lỗi :Hằng số mặt trời là lượng nguồn năng lượng mà Mặt trời phân phối cho một đơn vị chức năng diện tích quy hoạnh tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời. Hằng số này có giá trị xê dịch 1.368 W / mét vuông ( oát một mét vuông ) ứng với khoảng cách một đơn vị chức năng thiên văn tính từ Mặt trời ( tức là gần hoặc trên Trái đất ). [ 21 ] Khi đi qua khí quyển Trái đất, ánh sáng Mặt trời bị suy giảm cường độ nên nguồn năng lượng đến bề mặt Trái đất ít hơn, gần 1.000 W / mét vuông lúc trời trong và Mặt trời gần thiên đỉnh. [ 22 ] Ánh sáng mặt trời ở trên cùng khí quyển Trái đất có thành phần nguồn năng lượng gồm 50 % ánh sáng hồng ngoại, 40 % ánh sáng nhìn thấy và 10 % ánh sáng tử ngoại. [ 23 ] Khí quyển Trái đất đã vô hiệu 70 % tia tử ngoại Mặt trời, đặc biệt quan trọng những tia có bước sóng ngắn hơn. [ 24 ] Vào ban ngày bức xạ tử ngoại của Mặt trời ion hóa thượng tầng khí quyển Trái đất, sinh ra tầng điện ly dẫn điện. [ 25 ]

Mặt trời có màu trắng với chỉ số không gian màu CIE gần (0.3, 0.3) khi nhìn từ không gian hay lúc Mặt trời lên cao trên bầu trời.[26] Cường độ bức xạ đạt đỉnh điểm ở phần màu xanh lá của quang phổ.[27] Khi Mặt trời xuống thấp, tán xạ khí quyển làm cho Mặt trời có màu vàng, đỏ, cam, hoặc đỏ tươi. Mặc dù màu sắc điển hình của Mặt trời là trắng nhưng nhiều người vẫn vẽ Mặt trời màu vàng, lý do cho điều này là đề tài tranh luận.[28] Mặt trời là sao G2V, trong đó G2 ám chỉ nhiệt độ bề mặt xấp xỉ 5.778 K (5.505 °C, 9.941 °F) còn V là sao dãy chính giống như phần nhiều ngôi sao khác.[29][30] Độ chói trung bình của Mặt trời là khoảng 1,88 giga candela một mét vuông (cd/m2) nhưng nếu nhìn qua khí quyển Trái đất thì nó giảm còn khoảng 1,44 cd/m2. Tuy nhiên độ chói không đồng nhất trên toàn đĩa Mặt trời do phần rìa trông tối hơn phần giữa.

Thành phần[sửa]

Mặt trời có thành phần chủ yếu là hai nguyên tố hóa học hydro và heli. Lúc này, chúng đang chiếm lần lượt 74,9% và 23,8% khối lượng quang cầu của Mặt trời.[31] Mọi nguyên tố nặng hơn, gọi là kim loại trong thiên văn học, chỉ chiếm chưa đến 2% khối lượng, trong đó nhiều nhất là oxy (khoảng 1% khối lượng Mặt trời), carbon (0,3%), neon (0,2%), và sắt (0,2%).[32]

Thành phần hóa học nguyên thủy của Mặt trời có nguồn gốc từ môi trường tự nhiên liên sao nơi nó sinh ra. Ban đầu Mặt trời chứa khoảng chừng 71,1 % hydro, 27,4 % heli và 1,5 % nguyên tố nặng hơn. [ 31 ] Hydro và phần lớn heli trong Mặt trời đến từ tổng hợp hạt nhân Big Bang trong 20 phút tiên phong của ngoài hành tinh, còn những nguyên tố nặng hơn do những ngôi sao 5 cánh thế hệ trước tạo ra trước lúc Mặt trời Open. Những nguyên tố này được phát tán vào thiên nhiên và môi trường liên sao trong những tiến trình sau cuối của cuộc sống ngôi sao 5 cánh và bởi những sự kiện như siêu tân tinh. [ 33 ]Kể từ khi Mặt trời hình thành, một quy trình quan trọng số 1 đã diễn ra đó là tổng hợp hydro thành heli. 4,6 tỷ năm vừa mới qua, số lượng và vị trí của heli trong Mặt trời đã từ từ biến hóa. Ở trong lõi, tỷ suất heli tăng từ khoảng chừng 24 % lên 60 % nhờ tổng hợp và một lượng heli cùng những nguyên tố nặng hơn đã di dời từ quang quyển hướng đến tâm Mặt trời do trọng tải. Tỷ lệ sắt kẽm kim loại ( nguyên tố nặng ) không đổi khác. Tác nhân truyền nhiệt từ lõi ra ngoài là bức xạ chứ không phải đối lưu, vậy nên mẫu sản phẩm tổng hợp không được nhiệt đưa ra ngoài và vẫn ở trong lõi. [ 34 ] Vậy là từ từ một lõi trong heli khởi đầu hình thành nhưng chưa thể tổng hợp nguyên tố vì lõi Mặt trời hiện tại chưa đủ nóng và đặc để tổng hợp heli. Ở quang cầu lúc này tỷ phần heli đã giảm còn sắt kẽm kim loại chỉ còn 84 % so với pha tiền sao ( trước lúc tổng hợp hạt nhân trong lõi khởi đầu ). Trong khoảng chừng 5 tỷ năm tới, heli sẽ liên tục tích góp và sau cuối khiến Mặt trời thoát khỏi quy trình tiến độ dãy chính và trở thành sao khổng lồ đỏ. [ 35 ]Thành phần hóa học của quang cầu thường được xem là nổi bật của thành phần Hệ Mặt trời nguyên thủy. [ 36 ] Tỷ lệ những nguyên tố nặng của Mặt trời như trình diễn ở trên thường được đo bằng phổ học quang quyển và bằng đo lường và thống kê trong những vẫn thạch mà không khi nào bị thiêu đốt đến nhiệt độ nóng chảy. Những vẫn thạch này được cho lưu giữ thành phần của Mặt trời tiền sao và do đó không bị tác động ảnh hưởng bởi kiểu sắp xếp những nguyên tố nặng. Hai giải pháp này nhìn chung cho ra tác dụng tương đương. [ 4 ]

Cấu trúc[sửa]

Cấu trúc của Mặt trờiCấu trúc của Mặt trời gồm có những lớp sau :

• Lõi – 20–25% bán kính trong cùng của Mặt trời, nơi nhiệt độ và áp suất là đủ để phản ứng nhiệt hạch diễn ra. Ở đây hydro được tổng hợp thành heli. Quá trình này giải phóng năng lượng và khiến lõi dần trở nên tích lũy heli.
• Vùng bức xạ – trong khoảng 20–25% bán kính đến 70% bán kính, ở đây năng lượng được truyền đi nhờ bức xạ thay vì đối lưu.
• Lớp dị biệt – ranh giới giữa vùng bức xạ và vùng đối lưu.
• Vùng đối lưu – trong khoảng 70% bán kính Mặt trời đến một điểm gần bề mặt nhìn thấy, nơi Mặt trời đủ lạnh và khuếch tán để đối lưu diễn ra. Nhiệt được truyền ra phía ngoài chủ yếu nhờ đối lưu.
• Quang quyển – phần sâu nhất của Mặt trời mà có thể quan sát trực tiếp bằng ánh sáng nhìn thấy. Vì là một vật thể khí nên Mặt trời không có bề mặt được xác định rõ. Những phần nhìn thấy của Mặt trời thường được phân thành ‘quang quyển’ và ‘khí quyển’
• Khí quyển – một ‘quầng’ khí bao quanh Mặt trời bao gồm sắc quyển, vùng chuyển tiếp, vành nhật hoa và nhật quyển. Có thể quan sát những phần này khi phần chính của Mặt trời bị che đi, ví dụ như trong nhật thực.

Lõi[sửa]

Lõi của Mặt trời mở rộng từ tâm đến khoảng 20–25% bán kính Mặt trời.[37] Lõi có mật độ (hay khối lượng riêng) lên tới 150 g[38][39] (cỡ 150 lần mật độ nước) và nhiệt độ gần 15,7 triệu kelvin (K)[39] so với nhiệt độ bề mặt là 5,800 K. Công tác phân tích dữ liệu SOHO gần đây gợi ý tốc độ quay trong lõi nhanh hơn vùng đối lưu bên trên.[37] Trong hầu hết cuộc đời của Mặt trời, năng lượng được sản sinh trong lõi nhờ một loạt phản ứng hạt nhân gọi là chuỗi p–p (proton–proton) đã chuyển hóa hydro thành heli.[40] Chỉ 0,8% năng lượng sinh ra trong Mặt trời đến từ những chuỗi phản ứng tổng hợp khác gọi là chu trình CNO nhưng tỷ lệ này được dự kiến tăng lên khi Mặt trời già đi.[41][42]

Lõi là khu vực duy nhất của Mặt trời sản sinh một lượng nhiệt năng đáng kể nhờ hợp hạch. 99 % năng lược được tạo ra trong 24 % nửa đường kính Mặt trời và đến điểm 30 % nửa đường kính thì hoạt động giải trí tổng hợp chấm hết gần như trọn vẹn. Năng lượng này nung nóng phần còn lại của Mặt trời khi được truyền ra phía ngoài qua nhiều lớp liên tục, ở đầu cuối đến quang quyển rồi thoát vào khoảng trống dưới dạng bức xạ ( photon ) hoặc bình lưu ( những hạt lớn ). [ 29 ] [ 43 ]Mỗi giây, chuỗi proton – proton xảy ra tầm 9,2 × 1037 lần trong lõi, chuyển hóa 3,7 × 1038 proton thành hạt alpha ( hạt nhân heli ) ( tổng số proton tự do trong Mặt trời là ~ 8,9 × 1056 ), hay vận tốc 6,2 × 1011 kg. [ 29 ] Hoạt động tổng hợp bốn proton ( hạt nhân hydro ) tự do thành một hạt alpha giải phóng nguồn năng lượng cỡ 0,7 % khối lượng hợp hạch, [ 44 ] vậy vận tốc chuyển hóa khối lượng – nguồn năng lượng là 4,26 triệu tấn một giây ( yên cầu 60 mega tấn hydro [ 45 ] ) ứng với hiệu suất 384,6 yottawatt ( 3,846 × 1026 W ), [ 46 ] hay 9,192 × 1010 mega tấn TNT mỗi giây. Mặt trời sản sinh nhiều nguồn năng lượng đa phần vì tỷ lệ lõi và kích cỡ lớn ( so với Trái đất và những vật thế trên Trái đất ), trong thực tiễn chỉ có một lượng nguồn năng lượng khá nhỏ được tạo ra trong mỗi mét khối. Các quy mô triết lý về phần trong Mặt trời chỉ ra tỷ lệ hiệu suất tối đa là khoảng chừng 276,5 watt mỗi mét khối tại tâm lõi, [ 47 ] ngang bằng tỷ lệ hiệu suất bên trong một đống phân trộn. [ 48 ]Tốc độ hợp hạch trong lõi đang ở trạng thái cân đối tự hiệu chỉnh. Nếu hợp hạch xảy ra hơi nhanh hơn thì lõi nóng lên nhiều hơn và hơi phình to thêm đối kháng khối lượng của những lớp ngoài, làm giảm tỷ lệ và kéo theo đó giảm vận tốc hợp hạch, hiệu chỉnh nhiễu loạn. Còn khi vận tốc hơi chậm hơn, lõi sẽ nguội hơn và hơi co lại, làm tăng tỷ lệ cũng như vận tốc hợp hạch và đưa nó quay về trạng thái cũ. [ 49 ] [ 50 ]

Vùng bức xạ[sửa]

Từ lõi đến khoảng chừng 0,7 nửa đường kính mặt trời, bức xạ nhiệt là phương pháp truyền nguồn năng lượng đa phần. [ 51 ] Nhiệt độ giảm từ tầm 7 triệu xuống 2 triệu K khi khoảng cách đến lõi ngày một xa. [ 39 ] Mức gradien nhiệt độ này thấp hơn vận tốc giảm đoạn nhiệt nên không hề kiểm soát và điều chỉnh đối lưu, lý giải tại sao nguồn năng lượng được truyền qua vùng này bằng bức xạ chứ không phải đối lưu nhiệt. [ 39 ] Các ion hydro và heli phát ra photon nhưng không vận động và di chuyển được bao xa trước khi bị ion khác tái hấp thu. [ 51 ] Mật độ sụt giảm một trăm lần ( 20 g / cm3 xuống 0,2 g / cm3 ) từ 0,25 nửa đường kính đến 0,7 nửa đường kính, ranh giới phía ngoài của vùng bức xạ. [ 51 ]

Lớp dị biệt[sửa]

Giữa vùng bức xạ và vùng đối lưu có một lớp chuyển tiếp ngăn cách gọi là tachocline. Ở đây tận mắt chứng kiến sự biến hóa bất ngờ đột ngột từ hoạt động quay giống hệt của vùng bức xạ bên dưới đến kiểu hoạt động độc lạ của vùng đối lưu bên trên, dẫn tới độ trượt lớn giữa hai vùng. [ 52 ] Hiện đang có giả thuyết là một dynamo từ trong lớp này đã tạo ra từ trường Mặt trời. [ 39 ]

Các tiến trình tăng trưởng[sửa]

Lúc này, Mặt trời đã trải qua khoảng chừng một nửa quãng đời và đang trong tiến trình không thay đổi nhất. Nó đã không đổi khác gì đáng kể trong bốn tỷ năm qua và sẽ vẫn như vậy trong hơn năm tỷ năm nữa. Tuy nhiên, sau khi hoạt động giải trí tổng hợp hydro trong lõi chấm hết, những biến hóa rõ ràng sẽ Open ở cả phần trong lẫn phần ngoài của Mặt trời .

Hình thành[sửa]

Cách đây khoảng chừng 4,6 tỷ năm, một phần của một đám mây phân tử khổng lồ mà có thành phần đa phần là hydro và heli đã suy sụp dẫn tới sự hình thành của Mặt trời và hoàn toàn có thể là nhiều ngôi sao 5 cánh khác. [ 53 ] Thời điểm này được ước tính dựa trên quy mô máy tính về tiến hóa sao và niên đại thiên hà hạt nhân. [ 54 ] Kết quả tương thích với tuổi đo bằng phóng xạ của vật chất cổ nhất của Hệ Mặt trời là 4,567 tỷ năm. [ 55 ] [ 56 ] Các điều tra và nghiên cứu về vẫn thạch cổ xưa bật mý dấu vết của những hạt nhân con không thay đổi của đồng vị không bền như sắt-60 chỉ hình thành trong những ngôi sao 5 cánh yểu mệnh, phát nổ. Điều này chỉ ra phải có một hay nhiều hơn siêu tân tinh xảy ra gần khu vực Mặt trời hình thành. Sóng xung kích từ một siêu tân tinh gần đó sẽ kích hoạt sự hình thành của Mặt trời bằng cách nén vật chất trong đám mây phân tử và khiến những vùng nhất định suy sụp dưới trọng tải của chính chúng. [ 57 ] Phần suy sụp của đám mây cũng khởi đầu quay do sự bảo toàn momen động lượng trong lúc nhiệt độ và áp suất tăng lên. Hầu hết khối lượng tập hợp vào tâm trong khi phần còn lại bị dát phẳng thành một đĩa mà sau cuối sẽ trở thành những hành tinh và vật thể Hệ Mặt trời khác. Trọng lực và áp suất trong lõi của đám mây sản sinh nhiều nhiệt khi nó bồi tụ thêm vật chất từ đĩa xung quanh, ở đầu cuối khơi gợi quy trình tổng hợp hạt nhân .

Dãy chính[sửa]

[58]Sự biến đổi về độ sáng, nửa đường kính, và nhiệt độ hiệu dụng của Mặt trời qua thời hạn so sánh với Mặt trời hiện tại ( theo Ribas, 2010 )Mặt trời đã đi qua 50% quy trình tiến độ là sao dãy chính mà ở đó phản ứng tổng hợp hạt nhân trong lõi biến hydro thành heli. Cứ mỗi giây trôi qua, hơn bốn triệu tấn vật chất được chuyển hóa thành nguồn năng lượng bên trong lõi Mặt trời, sinh ra bức xạ mặt trời và neutrino. Căn cứ vào vận tốc này thì tính đến nay Mặt trời đã chuyển hóa cỡ 100 lần khối lượng Trái đất thành nguồn năng lượng, tương tự khoảng chừng 0,03 % tổng khối lượng của Mặt trời. Mặt trời sẽ duy trì là một ngôi sao 5 cánh dãy chính trong khoảng chừng 10 tỷ năm. [ 59 ] Nó dần trở nên nóng hơn trong quá trình này bởi những nguyên tử heli trong lõi chiếm ít dung tích hơn nguyên tử hydro đã bị tổng hợp. Bởi vậy, lõi co lại được cho phép những lớp ngoài dịch gần hơn vào tâm và chịu một lực mê hoặc mạnh hơn theo định luật bình phương nghịch đảo. Lực mê hoặc mạnh hơn làm tăng áp lực đè nén lên lõi, nhưng vận tốc tổng hợp hạt nhân từ từ tăng lên đã kháng cự lại áp lực đè nén. Quá trình này diễn ra nhanh hơn khi lõi dần trở nên đặc hơn. Theo ước tính Mặt trời đã sáng hơn 30 % trong 4,5 tỷ năm qua. [ 60 ] Hiện tại độ sáng của nó đang tăng khoảng chừng 1 % mỗi 100 triệu năm. [ 61 ]

Sau khi lõi hết sạch hydro[sửa]

So sánh kích cỡ Mặt trời hiện tại ( đang ở dãy chính ) và Mặt trời tương lai ở pha khổng lồ đỏHình thu nhỏ có lỗi :Mặt trời không có đủ khối lượng để tạo ra siêu tân tinh, thay vào đó nó sẽ kết thúc thời kỳ dãy chính trong khoảng chừng 5 tỷ năm tới và biến hóa thành sao khổng lồ đỏ. [ 62 ] [ 63 ] Khi ấy, Mặt trời sẽ phình to đến mức nuốt trọn Sao thủy, Sao kim và hoàn toàn có thể là cả Trái đất. [ 63 ] [ 64 ]Trước khi trở thành sao khổng lồ đỏ, độ sáng của Mặt trời sẽ tăng gần gấp đôi và Trái đất sẽ nhận nhiều ánh sáng mặt trời như Sao kim thời nay. 5,4 tỷ năm tới, khi mà hydro trong lõi đã hết sạch, Mặt trời sẽ bước vào pha cận khổng lồ và tăng gấp đôi kích cỡ trong khoảng chừng 500 triệu năm. Sau đó nó phình to nhanh hơn trong khoảng chừng 500 triệu năm tiếp đến khi to hơn thời nay 200 lần và sáng hơn vài ngàn lần. Kế đến là pha nhánh khổng lồ đỏ lê dài khoảng chừng một tỷ năm khiến Mặt trời mất đi cỡ một phần ba khối lượng. [ 63 ]Sau pha nhánh khổng lồ đỏ, quãng đời hoạt động giải trí của Mặt trời chỉ còn lại 120 triệu năm nhưng có nhiều điều xảy ra. Trước tiên, lõi mà lúc này chứa đầy heli suy biến kích thích kinh hoàng trong nháy heli mà ở đó ước tính 6 % lõi ứng với 40 % khối lượng Mặt trời sẽ bị chuyển hóa thành carbon chỉ trong vài phút trải qua quy trình ba-alpha. [ 65 ] Mặt trời sẽ co lại còn bằng khoảng chừng 10 lần kích cỡ hiện tại và độ sáng bằng 50 lần, trong khi nhiệt độ thì thấp hơn một chút ít. Khi ấy nó sẽ vươn đến lùm đỏ hay nhánh ngang nhưng một ngôi sao 5 cánh có khối lượng Mặt trời không tiến hóa hướng xanh dương dọc nhánh ngang. Thay vào đó nó chỉ trở nên sáng hơn và lớn lên vừa phải trong khoảng chừng 100 triệu năm khi heli trong lõi liên tục phản ứng. [ 63 ]

Tới khi mà heli cạn kiệt, Mặt trời sẽ lại phình to giống như khi hydro cạn kiệt, chỉ khác là lần này mọi chuyện diễn ra nhanh hơn và Mặt trời trở nên sáng và lớn hơn. Đây là pha nhánh khổng lồ tiệm cận và Mặt trời đang sử dụng hydro ở vỏ hoặc heli ở vỏ sâu hơn thay thế. Sau khoảng 20 triệu năm vào đầu nhánh khổng lồ tiệm cận, Mặt trời trở nên ngày càng bất ổn với khối lượng mất đi nhanh và xung nhiệt làm tăng kích cỡ và độ sáng trong vài trăm năm ứng với mỗi chu kỳ 100.000 năm hoặc hơn. Các đợt xung nhiệt ngày một lớn hơn và những đợt sau đẩy độ sáng lên đến gấp 5.000 lần hiện tại cùng bán kính lên hơn 1 đơn vị thiên văn.[66] Theo một mô hình năm 2008, quỹ đạo Trái đất co lại do lực thủy triều (và cuối cùng kéo từ hạ sắc quyển) nên nó sẽ bị Mặt trời nuốt lúc gần đỉnh điểm của pha nhánh khổng lồ đỏ, tương tự như Sao thủy và Sao kim vào lần lượt 3,8 và 1 triệu năm trước đó. Các mô hình là khác nhau tùy thuộc vào tốc độ và thời gian mất mát khối lượng. Mô hình mà có mất mát khối lượng nhiều hơn ở nhánh khổng lồ đỏ tạo ra những ngôi sao nhỏ và kém sáng hơn ở nhánh khổng lồ tiệm cận, có lẽ chỉ 2.000 lần độ sáng và chưa đến 200 lần bán kính.[63] Đối với Mặt trời, bốn đợt xung nhiệt được dự đoán xảy ra trước khi nó mất hoàn toàn vỏ ngoài và khởi động hình thành tinh vân hành tinh. Kết thúc pha kéo dài 500.000 năm này, Mặt trời sẽ chỉ còn khoảng nửa khối lượng hiện tại.

Diễn biến hậu nhánh khổng lồ tiệm cận thậm chí còn còn nhanh hơn. Nhiệt độ tăng nhưng độ sáng gần như không bao giờ thay đổi. Nửa khối lượng Mặt trời bắn ra bị ion hóa thành tinh vân hành tinh để lại lõi trần nóng đến 30.000 K. Lõi trần ở đầu cuối là một sao lùn trắng có nhiệt độ hơn 100.000 K và ước tính mang 54,05 % khối lượng Mặt trời hiện tại. [ 63 ] Tinh vân hành tinh sẽ phân tán trong khoảng chừng 10.000 năm còn sao lùn trắng sẽ sống đến hàng nghìn tỷ năm trước khi phai mờ thành sao lùn đen giả thuyết. [ 67 ] [ 68 ]

Chú thích[sửa]

1. ↑nguyên tố nặng (hay kim loại) đề cập đến mọi nguyên tố hóa học ngoại trừ hydro và heli.[69]Trong khoa học thiên văn, thuật ngữ ( hay ) đề cập đến mọi nguyên tố hóa học ngoại trừ hydro và heli .

Tham khảo[sửa]

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