सूर्य कैसे काम करता है

पिछली बार कब आपने ऊपर की ओर देखा और रहस्यमयी, जीवनदायिनी शक्ति यानी सूर्य को देखा?

यदि आप मानते हैं कि पूरी तरह से घूरते हुए सूरज आपको अंधा बना देता है (जो वास्तव में सच है), तो आप शायद पूरी तरह से सूर्य-टकटकी नहीं कर रहे हैं। लेकिन यह एक वास्तविक चमत्कार है: सूर्य हर दिन हमारे ग्रह को गर्म करता है, वह प्रकाश प्रदान करता है जिसके द्वारा हम देखते हैं और पृथ्वी पर जीवन के लिए आवश्यक है । यह कोशिका मृत्यु का कारण भी बन सकता है और हमें अंधा बना सकता है। यह अपने क्षेत्र के अंदर 1.3 मिलियन पृथ्वी फिट कर सकता है [स्रोत: स्पेस डेली ]। यह कविता-योग्य सूर्यास्त और प्रति सेकंड 1 ट्रिलियन मेगाटन बम के रूप में उतनी ही ऊर्जा पैदा करता है [स्रोत: बोस्टन ग्लोब ]।

यह सब, और हमारा सूर्य सार्वभौमिक मानकों के अनुसार एक सादा पुराना औसत तारा है । यह वास्तव में सिर्फ निकटता है जो इसे पृथ्वी के लिए इतना खास बनाती है। अगर सूरज इतना करीब नहीं होता तो हम यहां नहीं होते।

तो, सूरज कितना करीब है? और 1.3 मिलियन पृथ्वी को धारण करने में कितना स्थान लगता है? और जब हम इसमें हों:

इस लेख में, हम अपने निकटतम तारे की आकर्षक दुनिया की जांच करेंगे। हम सूर्य के भागों को देखेंगे, यह पता लगाएंगे कि यह कैसे प्रकाश और गर्मी बनाता है, और इसकी प्रमुख विशेषताओं का पता लगाएंगे।

सूरज 4.5 अरब से अधिक वर्षों से "जला" है। यह गैस का एक विशाल संग्रह है, ज्यादातर हाइड्रोजन और हीलियम। क्योंकि यह इतना विशाल है, इसमें अत्यधिक गुरुत्वाकर्षण है, उस हाइड्रोजन और हीलियम को एक साथ रखने के लिए पर्याप्त गुरुत्वाकर्षण बल है (और सभी ग्रहों को सूर्य के चारों ओर अपनी कक्षाओं में रखने के लिए)।

हम कहते हैं कि सूरज जलता है, लेकिन लकड़ी की तरह जलता नहीं है। इसके बजाय, सूर्य एक विशाल परमाणु रिएक्टर है।

1. सूर्य के भाग
2. सूर्य का आंतरिक भाग: कोर
3. सूर्य का आंतरिक भाग: विकिरण और संवहन क्षेत्र
4. सूर्य का वातावरण
5. सूर्य की विशेषताएं: सनस्पॉट्स, सोलर प्रमुखताएं और सोलर फ्लेयर्स
6. सूर्य का भाग्य

सूर्य एक तारा है, ठीक वैसे ही जैसे अन्य तारे हम रात में देखते हैं। अंतर दूरी का है - अन्य तारे जो हम देखते हैं वे प्रकाश वर्ष दूर हैं, जबकि हमारा सूर्य केवल 8 प्रकाश मिनट दूर है - कई हजार गुना करीब।

आधिकारिक तौर पर, सूर्य को उसके तापमान और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य या स्पेक्ट्रम के आधार पर G2 प्रकार के तारे के रूप में वर्गीकृत किया जाता है । वहाँ बहुत सारे G2 हैं, और पृथ्वी का सूर्य उन अरबों सितारों में से एक है जो हमारी आकाशगंगा के केंद्र की परिक्रमा करते हैं , जो एक ही पदार्थ और घटकों से बना है।

सूर्य गैस से बना है। इसकी कोई ठोस सतह नहीं है। हालाँकि, इसकी अभी भी एक परिभाषित संरचना है। सूर्य के तीन प्रमुख संरचनात्मक क्षेत्रों को चित्र 1 के ऊपरी भाग में दिखाया गया है । वे सम्मिलित करते हैं:

सूर्य की सतह के ऊपर उसका वायुमंडल है, जिसमें तीन भाग होते हैं, जो चित्र 1 के निचले आधे भाग में दिखाया गया है :

सूर्य की सभी प्रमुख विशेषताओं को परमाणु प्रतिक्रियाओं द्वारा समझाया जा सकता है जो इसकी ऊर्जा उत्पन्न करते हैं, गैस की गति से उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र और इसके अत्यधिक गुरुत्वाकर्षण द्वारा।

यह कोर से शुरू होता है।

कोर केंद्र से शुरू होता है और सूर्य की त्रिज्या के 25 प्रतिशत हिस्से को घेरता है। इसका तापमान 15 मिलियन डिग्री केल्विन [स्रोत: मोंटाना ] से अधिक है। मूल में, गुरुत्वाकर्षण पूरे द्रव्यमान को अंदर की ओर खींचता है और एक तीव्र दबाव बनाता है। दबाव इतना अधिक है कि हाइड्रोजन के परमाणुओं को परमाणु संलयन प्रतिक्रियाओं में एक साथ आने के लिए मजबूर कर सकता है - कुछ ऐसा जो हम यहां पृथ्वी पर अनुकरण करने का प्रयास करते हैं । हाइड्रोजन के दो परमाणुओं को मिलाकर हीलियम -4 और ऊर्जा को कई चरणों में बनाया जाता है:

ये प्रतिक्रियाएं सूर्य की ऊर्जा का 85 प्रतिशत हिस्सा हैं। शेष 15 प्रतिशत निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं से आता है:

हीलियम -4 परमाणु प्रक्रिया शुरू करने वाले दो हाइड्रोजन परमाणुओं की तुलना में कम बड़े होते हैं, इसलिए द्रव्यमान में अंतर ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है जैसा कि आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत (ई = एमसी²) द्वारा वर्णित है। ऊर्जा प्रकाश के विभिन्न रूपों में उत्सर्जित होती है: पराबैंगनी प्रकाश, एक्स-रे , दृश्य प्रकाश, अवरक्त, माइक्रोवेव और रेडियो तरंगें।

सूर्य भी सक्रिय कणों (न्यूट्रिनो, प्रोटॉन) का उत्सर्जन करता है जो सौर हवा बनाते हैं । यह ऊर्जा पृथ्वी से टकराती है, जहां यह ग्रह को गर्म करती है, हमारे मौसम को संचालित करती है और जीवन के लिए ऊर्जा प्रदान करती है। अधिकांश विकिरण या सौर हवा से हमें कोई नुकसान नहीं होता है क्योंकि पृथ्वी का वायुमंडल हमारी रक्षा करता है।

कोर को ढकने के बाद, यह सूर्य की संरचना में बाहर की ओर बढ़ने का समय है। इसके बाद विकिरण और संवहनी क्षेत्र हैं।

विकिरणवाला क्षेत्र कोर से बाहर की ओर फैली हुई है, सूरज की त्रिज्या का 45 प्रतिशत के लिए लेखांकन। इस क्षेत्र में, कोर से ऊर्जा फोटॉन, या प्रकाश इकाइयों द्वारा बाहर की ओर ले जाती है । जैसे ही एक फोटॉन बनता है, गैस अणु द्वारा अवशोषित होने से पहले यह लगभग 1 माइक्रोन (मीटर का 1 मिलियनवां) यात्रा करता है। अवशोषण पर, गैस के अणु को गर्म किया जाता है और उसी तरंग दैर्ध्य के एक अन्य फोटॉन को फिर से उत्सर्जित करता है। पुन: उत्सर्जित फोटॉन दूसरे गैस अणु द्वारा अवशोषित होने से पहले एक और माइक्रोन की यात्रा करता है और चक्र खुद को दोहराता है; फोटॉन और गैस अणु के बीच प्रत्येक अंतःक्रिया में समय लगता है। लगभग 10 ²⁵एक फोटॉन सतह पर पहुंचने से पहले इस क्षेत्र में अवशोषण और पुन: उत्सर्जन होता है, इसलिए कोर में बने फोटॉन और सतह तक पहुंचने वाले फोटॉन के बीच एक महत्वपूर्ण समय देरी होती है।

संवहनी क्षेत्र है, जो सूर्य की त्रिज्या के अंतिम 30 प्रतिशत है, संवहन धाराओं कि सतह के लिए बाहर की ओर ऊर्जा ले जाने का प्रभुत्व है। ये संवहन धाराएं ठंडी गैस की गिरती हुई गति के बाद गर्म गैस की बढ़ती हुई गति हैं, और यह पानी के उबलते बर्तन में चमक की तरह दिखती है । संवहन धाराएं कोर और विकिरण क्षेत्र में होने वाले विकिरण हस्तांतरण की तुलना में फोटॉन को सतह पर तेजी से ले जाती हैं। विकिरण और संवहन क्षेत्रों में फोटॉन और गैस अणुओं के बीच होने वाली कई बातचीत के साथ, सतह तक पहुंचने के लिए फोटॉन को लगभग 100,000 से 200,000 वर्ष लगते हैं।

सूर्य तथ्य

• पृथ्वी से औसत दूरी : 93 मिलियन मील (150 मिलियन किलोमीटर)
• त्रिज्या : 418,000 मील (696,000 किलोमीटर)
• द्रव्यमान : 1.99 x 10 ³⁰ किलोग्राम (330,000 पृथ्वी द्रव्यमान)
• मेकअप (द्रव्यमान के अनुसार) : ७४ प्रतिशत हाइड्रोजन, २५ प्रतिशत हीलियम, १ प्रतिशत अन्य तत्व
• औसत तापमान : 5,800 डिग्री केल्विन (सतह), 15.5 मिलियन डिग्री केल्विन (कोर)
• औसत घनत्व : 1.41 ग्राम प्रति सेमी ³
• आयतन : १.४ x १० ^२७ घन मीटर
• घूर्णी अवधि : 25 दिन (केंद्र) से 35 दिन (ध्रुव)
• आकाशगंगा के केंद्र से दूरी : 25,000 प्रकाश वर्ष
• कक्षीय गति/अवधि : 138 मील प्रति सेकंड/200 मिलियन वर्ष

हमने आखिरकार सतह पर अपना रास्ता बना लिया है। आइए अगले वातावरण के माध्यम से पता लगाते हैं। पृथ्वी की तरह ही , सूर्य भी एक वातावरण समेटे हुए है। हालाँकि, सूर्य प्रकाशमंडल, क्रोमोस्फीयर और कोरोना से बना है ।

फ़ोटोस्फ़ेयर सूर्य के वायुमंडल के सबसे कम क्षेत्र है और इस क्षेत्र है कि हम देख सकते हैं। "सूर्य की सतह" आमतौर पर फोटोस्फीयर को संदर्भित करती है, कम से कम सामान्य शब्दों में। यह 180-240 मील (300-400 किलोमीटर चौड़ा) है और इसका औसत तापमान 5,800 डिग्री केल्विन है। यह दानेदार या चुलबुली दिखाई देती है, बहुत कुछ पानी के उबालने वाले बर्तन की सतह की तरह । धक्कों नीचे संवहन वर्तमान कोशिकाओं की ऊपरी सतह हैं; प्रत्येक दाना 600 मील (1,000 किलोमीटर) चौड़ा हो सकता है। जैसे ही हम प्रकाशमंडल से गुजरते हैं, तापमान गिरता है और गैसें, क्योंकि वे ठंडी होती हैं, उतनी प्रकाश ऊर्जा का उत्सर्जन नहीं करती हैं। यह उन्हें मानव आंखों के लिए कम अपारदर्शी बनाता है । इसलिए, प्रकाशमंडल का बाहरी किनारा गहरा दिखता है, जिसे प्रभाव कहते हैंअंग का काला पड़ना जो सूर्य की सतह के स्पष्ट कुरकुरा किनारे के लिए जिम्मेदार है।

वर्णमण्डल लगभग 1200 मील (2,000 किलोमीटर) के लिए फ़ोटोस्फ़ेयर ऊपर फैली हुई है। क्रोमोस्फीयर में तापमान 4,500 डिग्री केल्विन से बढ़कर लगभग 10,000 डिग्री केल्विन हो जाता है। माना जाता है कि क्रोमोस्फीयर को अंतर्निहित फोटोस्फीयर के भीतर संवहन द्वारा गर्म किया जाता है। जैसे ही गैसें फोटोस्फीयर में मंथन करती हैं, वे शॉक वेव्स पैदा करती हैं जो आसपास की गैस को गर्म करती हैं और इसे क्रोमोस्फीयर के माध्यम से स्पाइसील्स नामक गर्म गैस के लाखों छोटे स्पाइक्स में भेदती हैं । प्रत्येक स्पिक्यूल फोटोस्फीयर से लगभग 3,000 मील (5,000 किलोमीटर) ऊपर उठता है और केवल कुछ ही मिनटों तक रहता है। सूर्य के चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के साथ-साथ स्पिक्यूल्स भी चल सकते हैं, जो सूर्य के अंदर गैसों की गति से बनते हैं।

कोरोना सूरज की अंतिम परत है और अन्य क्षेत्रों से बाहर की ओर कई लाख मील या किलोमीटर फैली हुई है। इसे सूर्य ग्रहण के दौरान और सूर्य की एक्स-रे छवियों में सबसे अच्छा देखा जा सकता है । कोरोना का तापमान औसतन 2 मिलियन डिग्री केल्विन है। हालांकि किसी को यकीन नहीं है कि कोरोना इतना गर्म क्यों है, ऐसा माना जाता है कि यह सूर्य के चुंबकत्व के कारण होता है। कोरोना में उज्ज्वल क्षेत्र (गर्म) और अंधेरे क्षेत्र होते हैं जिन्हें कोरोनल होल कहा जाता है । कोरोनल होल अपेक्षाकृत ठंडे होते हैं और ऐसे क्षेत्र माने जाते हैं जहां सौर हवा के कण बच जाते हैं।

टेलीस्कोप छवियों के माध्यम से हम सूर्य पर कई दिलचस्प विशेषताएं देख सकते हैं जो यहां पृथ्वी पर प्रभाव डाल सकती हैं। आइए उनमें से तीन पर एक नज़र डालें: सनस्पॉट्स, सोलर प्रमुखताएं और सोलर फ्लेयर्स।

बेशक, गोले दिलचस्प विशेषताओं और गतिविधि से सुसज्जित हैं। हम यहां उन पर एक नजर डालेंगे।

अंधेरे, ठंडे क्षेत्र जिन्हें सनस्पॉट कहा जाता है , प्रकाशमंडल पर दिखाई देते हैं। सनस्पॉट हमेशा जोड़े में दिखाई देते हैं और तीव्र चुंबकीय क्षेत्र ( पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से लगभग 5,000 गुना अधिक ) होते हैं जो सतह से टूटते हैं। क्षेत्र रेखाएं एक सनस्पॉट से निकलती हैं और दूसरे सनस्पॉट के माध्यम से फिर से प्रवेश करती हैं। चुंबकीय क्षेत्र सूर्य के आंतरिक भाग में गैसों की गति के कारण होता है।

सनस्पॉट गतिविधि 11 साल के चक्र के हिस्से के रूप में होती है जिसे सौर चक्र कहा जाता है जहां अधिकतम और न्यूनतम गतिविधि की अवधि होती है।

यह ज्ञात नहीं है कि इस 11 साल के चक्र का क्या कारण है, लेकिन दो परिकल्पनाएं प्रस्तावित की गई हैं:

कभी-कभी, क्रोमोस्फीयर से गैसों के बादल उठेंगे और सनस्पॉट जोड़े से चुंबकीय रेखाओं के साथ खुद को उन्मुख करेंगे। गैस के इन मेहराबों को सौर प्रमुखताएं कहा जाता है ।

प्रमुखता दो से तीन महीने तक रह सकती है और सूर्य की सतह से 30,000 मील (50,000 किलोमीटर) या उससे अधिक तक बढ़ सकती है। इस ऊंचाई तक पहुंचने पर, वे कुछ मिनटों से लेकर घंटों तक विस्फोट कर सकते हैं और कोरोना के माध्यम से बड़ी मात्रा में सामग्री रेसिंग और अंतरिक्ष में 600 मील प्रति सेकेंड (1,000 किलोमीटर प्रति सेकेंड) पर भेज सकते हैं; इन विस्फोटों को कोरोनल मास इजेक्शन कहा जाता है ।

कभी-कभी जटिल सनस्पॉट समूहों में, सूर्य से अचानक, हिंसक विस्फोट होते हैं। इन्हें सोलर फ्लेयर्स कहा जाता है ।

माना जाता है कि सौर ज्वालाएं उन क्षेत्रों में अचानक चुंबकीय क्षेत्र परिवर्तन के कारण होती हैं जहां सूर्य का चुंबकीय क्षेत्र केंद्रित होता है। वे गैस, इलेक्ट्रॉनों, दृश्य प्रकाश, पराबैंगनी प्रकाश और एक्स-रे की रिहाई के साथ हैं। जब यह विकिरण और ये कण पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में पहुंचते हैं, तो वे इसके साथ ध्रुवों पर संपर्क करके औरोरा (बोरेलिस और ऑस्ट्रेलिस) पैदा करते हैं। सोलर फ्लेयर्स संचार, उपग्रहों, नेविगेशन सिस्टम और यहां तक ​​कि पावर ग्रिड को भी बाधित कर सकते हैं। विकिरण और कण वायुमंडल को आयनित करते हैं और उपग्रहों के बीच रेडियो तरंगों की गति को रोकते हैंऔर जमीन या जमीन और जमीन के बीच। वायुमंडल में आयनित कण विद्युत लाइनों में विद्युत धाराओं को प्रेरित कर सकते हैं और बिजली की वृद्धि का कारण बन सकते हैं। ये पावर सर्ज पावर ग्रिड को ओवरलोड कर सकते हैं और ब्लैकआउट का कारण बन सकते हैं। आप पढ़कर सोलर फ्लेयर्स के बारे में अधिक जान सकते हैं क्या एक अत्यंत शक्तिशाली सोलर फ्लेयर पृथ्वी पर सभी इलेक्ट्रॉनिक्स को नष्ट कर सकता है?

इस सभी गतिविधि के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जो सीमित आपूर्ति में है। आखिरकार, सूरज का ईंधन खत्म हो जाएगा।

सूर्य लगभग ४.५ अरब वर्षों से चमक रहा है [स्रोत: बर्कले ]। सूर्य का आकार परमाणु संलयन से ऊर्जा की रिहाई और गुरुत्वाकर्षण के आवक खिंचाव द्वारा बनाए गए बाहरी दबाव के बीच एक संतुलन है । अपने ४.५ अरब वर्षों के जीवन में, सूर्य की त्रिज्या लगभग ६ प्रतिशत बड़ी हो गई है [स्रोत: बर्कले ]। इसमें लगभग 10 अरब वर्षों तक "जलने" के लिए पर्याप्त हाइड्रोजन ईंधन है, जिसका अर्थ है कि इसमें 5 अरब वर्ष से थोड़ा अधिक समय बचा है, और इस समय के दौरान यह उसी दर से विस्तार करना जारी रखेगा [स्रोत: बर्कले ]।

जब कोर हाइड्रोजन ईंधन से बाहर निकलता है, तो यह गुरुत्वाकर्षण के भार के तहत सिकुड़ जाएगा; हालांकि, ऊपरी परतों में कुछ हाइड्रोजन संलयन होगा। जैसे ही कोर सिकुड़ता है, यह गर्म होता है और यह ऊपरी परतों को गर्म करता है जिससे उनका विस्तार होता है। जैसे-जैसे बाहरी परतों का विस्तार होगा, सूर्य की त्रिज्या बढ़ेगी और यह एक लाल विशालकाय , एक बुजुर्ग तारा बन जाएगा ।

लाल विशाल सूर्य की त्रिज्या अब की तुलना में 100 गुना होगी, जो पृथ्वी की कक्षा से परे है , इसलिए पृथ्वी लाल विशाल सूर्य के मूल में डूब जाएगी और वाष्पीकृत हो जाएगी [स्रोत: नासा ]। इसके बाद किसी बिंदु पर, कोर इतना गर्म हो जाएगा कि हीलियम कार्बन में फ्यूज हो जाए।

जब हीलियम ईंधन समाप्त हो जाता है, तो कोर का विस्तार और ठंडा हो जाएगा। ऊपरी परतें विस्तारित होंगी और सामग्री को बाहर निकाल देंगी।

अंत में, कोर एक सफेद बौने में ठंडा हो जाएगा ।

आखिरकार, यह लगभग अदृश्य काले बौने में ठंडा हो जाएगा । इस पूरी प्रक्रिया में कुछ अरब साल लगेंगे।

तो अगले कई अरब वर्षों के लिए, मानवता सुरक्षित है - सूर्य के अस्तित्व के संदर्भ में, कम से कम। अन्य पराजय किसी का अनुमान है।

सूर्य और संबंधित विषयों के बारे में अधिक जानकारी के लिए, अगले पृष्ठ पर लिंक देखें।

सूरज कितना पुराना है?

सूरज कितना गर्म है?

सूर्य किस वर्ष मरेगा?

सूर्य की सरल परिभाषा क्या है?

क्या सूर्य पर जीवन हो सकता है?

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