خورشید، نزدیک‌ترین ستاره به زمین است که قطری نزدیک به ۱۰۹ برابر قطر زمین، حجمی برابر ۱،۲۵۰،۰۰۰ برابر حجم زمین و جرمی حدود ۳۳۳ هزار برابر جرم زمین دارد و حدود ۸/۹۹ جرم کل منظومه‌ی شمسی را به‌خود اختصاص داده است در مقایسه با میلیاردها ستاره‌ی کهکشان ما ستاره‌ای عادی و متوسط به شمار می‌رود که روشنی ظاهری و اندازه‌ی آن صرفاً معلول نزدیکی به زمین است .

این ستاره‌ی متوسط با قدر ظاهری حدود ۲۷- و قدر مطلق ۸/۴ + از گونه‌ی طیفی G2، تقریباً ۱۴۹ میلیون کیلومتر با زمین فاصله دارد. این فاصله در دی ماه، بیش از ۵ میلیون کیلومتر کم‌تر از تیر ماه است، به این ترتیب خورشید در فصل زمستان به ما نزدیک‌تر است.

شتاب گرانشی سطح خورشید ۲۸ برابر شتاب گرانش سطح زمین است از این رو کودکی ۱۰ کیلویی در خورشید ۲۸۰ کیلوگرم وزن خواهد داشت.

جالب است بدانید چگالی زمین ۴ برابر چگالی خورشید (سطح خورشید) است البته چگالی خورشید ثابت نیست و در مرکز آن چگالی گاز به علت فشار زیاد وزن ماده‌ای که روی آن انباشته شده است یک‌صد برابر چگالی آب افزایش می‌یابد(حدود ۱۰ برابر چگالی سرب).

نکته‌ی درخور توجه دیگر چرخش خورشید به دور خود است که نقاط گوناگون آن با سرعت زاویه‌ای ثابتی حول محورش نمی‌چرخند و هرچه از استوا به قطب‌ها نزدیک می‌شویم سرعت دوران افزایش می‌یابد. طبق مشاهدات و محاسبات نقطه‌ای که در استوا واقع شده یک دوران کامل به دور خورشید را در ۲۵ روز طی می‌کند در حالی‌که در ۶۰ درجه‌ای شمال و یا جنوب استوا یک دوران کامل ۳۱ روز به طول می‌انجامد.

لایــــــــــــــــه های درونی

هسته (Core) 

 هسته‌ی خورشید از مرکز تا حدود ۲۵ درصد شعاع خورشید را فرا می‌گیرد. فرایند همجوشی (گداخت) هسته‌ای در هسته صورت می‌گیرد و اتم‌های گاز هیدروژن تحت فشار زیاد تا حدود ۱۵ میلیون درجه‌ی سانتی‌گراد داغ می‌شوند که این حرارت برای همجوشی اتم‌های هیدروژن و تبدیل آن‌ها به اتم هلیم کافی است. انرژی حاصل از این فرایند به‌صورت گرما و تششعاتی مانند پرتو ایکس، فرابنفش، فروسرخ و گاما ظاهر می‌شوند ولی فقط فوتون‌هایی با طول‌موج پایین (مانند پرتو گاما و ایکس) توان خروج از هسته را دارند و مابقی جذب هسته می‌شوند.

منطقه‌ی تابش یا تشعشع (Radiation Zone )

این ناحیه حدود ۵۵ درصد از شعاع میانی خورشید را شکل می‌دهد که همراه هسته مجموعاً ۷۰ درصد خورشید را در برمی‌گیرند و متوسط دمای آن حدود ۷ میلیون درجه سانتی‌گراد است. در این ناحیه انرژی با تششعات متوالی  به سمت بالا رانده می‌شود.

ناحیه‌ی همرفتی ( Convective )

در این ناحیه که با ضخامت تقریبی ۲۰۰ الی ۲۵۰ هزار کیلومتر ، ۲۰ درصد مابقی خورشید را شامل می‌شود. جریان‌های انتقال حرارتی باعث انتقال انرژی از ناحیه تشعشع به سطح خورشید می‌شود. به این ترتیب ملوکول‌های گازی این ناحیه به شکل ستون‌هایی با جذب انرژی از لایه‌ی پایینی داغ شده به طرف بالا حرکت می‌کنند و پس از سرد شدن دوباره به طرف پایین حرکت می‌کنند. دمای نواحی پایین این لایه به علت نزدیکی به منطقه‌ی تشعشع حدود ۵ میلیون درجه‌ی سانتی‌گراد و نواحی بالای آن که هم مرز جوّ خورشید است حدود ۶۰۰۰ درجه است.

جوّ خورشید

نورسپهر ( Photospher)

نورسپهر ، شیدسپهر یا فتون‌کره نخستین لایه از جوّ خورشید ، همان قرص زرد رنگ خورشید است و دمای آن حدود ۶۰۰۰ درجه است. نورسپهر در واقع سطحی هندسی نیست بلکه پوسته‌ای نازک با ضخامتی متغیر است که به‌طور متوسط حدود ۲۴۰ کیلومتر تخمین زده می‌شود. مطالعه‌ی بیشتر نورسپهر نشان می‌دهد که روشنی آن یکنواخت نبوده و دانه دانه است .ابعاد و شکل هر کدام از این دانه‌ها که صدها کیلومتر وسعت دارند ثابت نیست و پیوسته در تغییرند.

سطح آبله گون نور سپهر

قسمتی از انرژی گرمایی که در هسته تولید می‌شود از طریق فرایند همرفت خارج می‌شود به عبارت دیگر توده‌های گاز مانند حباب‌های داغی به سوی سطح خورشید حرکت می‌کنند و انرژی خود را در نورسپهر تخلیه می‌کنند و پس از تخلیه و کاهش دما مجدد به درون خورشید بازمی‌گردند و به‌این ترتیب جریان همرفتی را تعریف می‌کنند ، این حرکت ها با تغییر در اثر دوپلر که در خطوط طیفی مواج دیده می‌شود تایید شده است. اکنون این حرکت صعودی- سقوطی حباب‌ها دانه‌هایی را بر سطح نورسپهر پدید می‌آورد که آن‌را آبله گون و دانه دانه نشان می‌دهد، به‌این ترتیب طبق تعریف دانه‌های روشن داغ‌تر و دانه‌های تیره‌تر حرارت کمتری دارند.

فـــــام سپهر (Chromosphere)

فام سپهر ، رنگین کره یا کرومسفر که تقریباً تا ارتفاع ۲۰۰۰ کیلومتری بالای نورسپهر امتداد میابد به علت درخشندگی زیاد نورسپهر دیده نمی‌شود و نامرئی است اما به هنگام خورشید گرفتگی کلی که ماه قرص خورشید را می‌پوشاند نور قرمز کمرنگ یا صورتی آن‌را با استفاده از تلسکوپ می‌توان دید.همچنین می‌توان با استفاده از کرنوگراف یا تارج نگار٬ کسوف مصنوعی ایجاد کرد و فام سپهر را در همه‌ی روزها مشاهده کرد.

تحلیل و برسی طیف ثبت شده از فام سپهر محدوده‌ی دمایی بین ۴ هزار الی ۴۰۰ هزار درجه سانتی گراد ما بین نواحی پایینی (نزدیک به نورسپهر) و سطوح فوقانی (نزدیک به تاج) را نشان می‌دهد.

تـــــــــاج (Corona)

تاج ،سومین لایه اصلی از جو خورشید است که مانند فام‌سپهر به‌علت درخشندگی زیاد نورسپهر قابل دیدن نمی‌باشد و برای مشاهده‌ی آن با چشم برهنه باید در انتظار خورشیدگرفتگی کلی ماند. در غیر این صورت باید از دستگاه تاج‌نگار استفاده نمود. این لایه گرداگرد خورشید را فرا گرفته و بسیار ضخیم تر از دو لایه‌ی زیرین و حدود ۵/۱ میلیون کیلومتر است. راز دمای ۲ میلیون درجه‌ای آن هم‌چنان در پرده‌ای از ابهامات و فرضییات باقی مانده است.همچنین گفتنیست شکل تاج خورشیدی ارتباط تنگاتنگ و نزدیکی با لکه‌های خورشیدی دارد.

عوارض سطحی خورشید

لکه‌ها (Spots  )

لکه‌ها یا کلف‌های خورشیدی که گالیله آن‌ها را در سال ۱۶۱۰ میلادی کشف کرد  در واقع ناحیه‌های تیره رنگی بر سطح نورسپهر هستند که نسبت به اطراف خود درجه حرارت پایین تری دارند. در نتیجه نورانیت کم‌تری داشته و نسبت به پیرامون درخشان خود، تیره‌تربه نظر می‌رسند. اگر لکه‌ای خورشیدی از فوتوسفر جدا شود می‌تواند مانند  قوس الکتریکی بسیار درخشان و خیره کننده‌ای دیده شود.

لکه‌های خورشیدی به علت فعالیت‌های خاص مغناطیسی به‌وجود می‌آیند که مانع از انتقال گرما به محل تشکیل لکه می‌شود. لکه‌ها از دو بخش سایه (Umbra) و نیم سایه (PenUmbra) تشکیل می‌شوند. دمای بخش سایه حدود ۴۰۰۰ و نیم سایه حدود  ۵۰۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد است  که در مقایسه با دمای تقریبی ۶۰۰۰ درجه‌ای سطح، حرارت کم‌تری دارند. بیشتر لکه‌های خورشیدی عمری کم‌تر از ۴ روز دارند اما گاهی برخی از آن‌ها تا چند ماه دوام می آورند و در چرخه‌های ۱۱ ساله متولد‌ می‌شوند، در نورسپهرحرکت می‌کنند و سپس در حوالی استوای خورشید ناپدید می‌شوند.

زبـانه‌ها (Prominence )

بهترین وصفی که می‌توان از زبانه‌ها کرد این است که پرده‌هایی از شعله‌ی سرخ رنگ و عمود بر خورشیداند که گاهی ساختمانی پر مانند دارند و زمانی به درختی تنومند شبیه‌اند.ابعاد زبانه‌ها حیرت آور است و ارتفاع متوسط آن‌ها حدود ۳۰ هزار کیلومتر است. استثناهایی هم وجود دارد ارتفاع زبانه‌ها ممکن است به ۸۰۰ هزار کیلومتر یا بیشتر هم برسد وبرخی از شعاع خورشید، ۱/۵ میلیون کیلومتر، فراتر می‌روند! زبانه‌ها در نزدیکی لکه‌های خورشیدی تشکیل م‌یشوند و به‌طور کلی به سه دسته‌ی : آرام، حلقوی و فورانی تقسیم بندی می‌شوند که طول عمرشان از چند روز تا چند ماه متغیر است و پیش از آن‌که ناپدید شوند به سمت قطب‌ها متمایل می‌شوند وحرکت می‌کنند.

شراره‌ها (Flare)

شراره‌های خورشیدی (شراره‌های فام سپهری) پر تحرک‌ترین فعالیت وابسته به جوّ خورشیداند که انرژی عظیمی را در مدت  بسیار کوتاهی آزاد می‌کنند برای درک بهتر می‌توان آن‌ها را به تمرکز انرژی در نوک شلاقی بزرگی درست در لحظه‌ی اصابت تشبیه کرد. در واقع شراره مقدار زیادی انرژی خورشیدی را در وسعت بسیار کمی آزاد می‌کند. شراره درخششی ناگهانی در مجاورت گروهی از لکه‌ها  همراه با برون‌ریزی شدید مواد است.

شراره‌ها گاهی به لحاظ ظاهری به زبانه‌ها شبیه‌اند اما سه تفاوت بزرگ با هم دارند :

۱ ) شراره‌ها در پرقدرت‌ترین و پرانرژی‌ترین حالت‌شان، درخشان‌ترین نقاط سفید واقع بر خورشیدند.

۲ ) اندازه‌ی شراره‌ها از زبانه‌ها کوچک‌تر است و ارتفاعشان معمولاً حدود ۱۵ هزار کیلومتر است.

۳ ) دوام شراره‌ها بسیار کم‌تر از زبانه‌هاست آن‌ها به سرعت در نزدیکی گروه لکه‌ها پدیدار می‌گردند و در مدت چند دقیقه به اوج روشنایی خود می‌رسند و حدود یک ساعت بعد یا بیشتر ناپدید می‌شوند.

رشته‌ها  (Filament)

رشته‌ها همان زبانه‌ها هستند، زبانه‌ها وقتی در زمینه‌ی قرص خورشید دیده می‌شوند مانند رشته‌های تاریکی به چشم می‌آیند.

مشعل‌ها (Plage)

مشعل‌ها نواحی هموار و بالاتر از نورسپهرند که اندکی از نورسپهر روشن‌ترند. این مشعل‌های کوچک یک یا چند روز پیش از ظهور لکه‌ها پدیدار می‌شوند ولی معمولاً بعد از لکه‌ها تا چندین ماه حضور دارند. طول عمر متوسط آن‌ها حدود دوهفته است.

سیخک‌ها (Spicules)

در فام سپهر ستون‌های از گاز وجود دارد که با سرعت حدود ۳۲ کبلومتر بر ثانیه به درون تاج خورشیدی فوران می‌کنند. ارتفاع این سیخک‌ها گاهی به ۱۶۰۰۰ کیلومتر می‌رسد و هریک از آن‌ها حدود ۱۰ الی ۱۵ دوام می‌آورند. در هر لحظه حدود ۳۰۰ هزار سیخک در فام سپهر فعالند.

چهره‌ی دیگری از خورشید

سه سال از شروع فعالیت ماهواره‌ی رصدخانه‌ی پویای خورشیدی (SDO) می‌گذرد. تصاویر و فیلم‌های خیره‌کننده‌ای از یگانه‌ ستاره‌ی منظومه‌ی شمسی در این بازده‌ی سه ساله یعنی از بهار ۲۰۱۰  تاکنون ثبت شده است.

تصویر ترکیبی بالا حاصل ۲۵ تصویر مجزا از خورشید طی سال گذشته است که در طول موج ۱۷۱ آنگسترم ثبت شده است و در آن معروف‌ترین نواحی فعال خورشید به تصویر کشیده شده است (می‌توانید تصویر بزرگ‌تر و با کیفیت بیشتر را این‌جا ببینید.) ماهواره‌ی رصدخانه‌ی پویای خورشیدی هر ۱۲ ثانیه یک تصویر در ده طول موج متفاوت از خورشیدمان ثبت می‌کند.

تماشای فیلم زیبای سه دقیقه از فعالیت سه ساله‌ی خورشید  را به شما توصیه می‌کنم. در این فیلم حیرت‌آور به‌راحتی می‌توان چرخش ۲۵ روزه‌ی خورشید را به دور خودش مشاهده کرد. در این فیلم دست‌کم دو تصویر از خورشید در یک روز گنجانده شده است. اگر در تصاویر آن کمی دقیق‌تر شوید می‌توانید کم و زیاد شدن اندازه‌ی ظاهری خورشید که علت آن اختلاف فاصله‌ی بین این رصدخانه و خورشید با گذشت زمان است، تشخیص دهید.