(Αστρολογία)
Είναι ένας, από τα πολλά δισεκατομμύρια, απλανής αστέρας-ήλιος του Γαλαξία μας.
Το απόλυτο αστρικό του μέγεθος, σε μια απόσταση 10 pc, θα πρέπει να είναι +4,8, ενώ από τη Γη φαίνεται σαν[GLi]αστέρι λαμπρότητας –26,8.
Απέχει από τη Γη περίπου 149,6 · 106 Km.
Έτσι το ηλιακό φως φτάνει στη Γη σε 8΄ και 19΄΄.
Βρίσκεται σε απόσταση 30.000 έ.φ. από τον άξονα περιστροφής του Γαλαξία μας και 5 έτη φωτός πάνω από το γαλαξιακό επίπεδο.
Ο «απλανής» αυτός αστέρας-ήλιος, δεν είναι καθόλου απλανής. Περιφέρεται σαν «πλανήτης» γύρω από το κέντρο του Γαλαξία μας με ταχύτητα περίπου 900.000 Km την ώρα, διαγράφοντας μια περιφορά (ένα ηλιακό έτος) μέσα σε 200 εκατομμύρια χρόνια. Συγχρόνως περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του από Δ προς Α μέσα σε περίπου 27 μέρες, με μέση ωριαία ταχύτητα 7.000 Km.
Ο Ήλιος είναι εντελώς σφαιρικό σώμα, γι’ αυτό ο δίσκος του στον ουρανό μάς φαίνεται εντελώς κυκλικός. Η σφαιρικότητά του αυτή εξηγείται και από τη βραδύτατη περιστροφή του μέσα σε 25 ημ. 23 λεπτά.
Οι διάφορες ζώνες του περιστρέφονται με διαφορετικές ταχύτητες. Στον ισημερινό είναι 24 ημ. 15 ώρες, σε ζώνη 45° γίνεται 28,5 ημ. και στους πόλους φτάνει τις 34 ημ. Αυτό σημαίνει ότι η ηλιακή σφαίρα είναι ρευστό σώμα με διάμετρο 400.000 Km. Ο Ήλιος έχει ατμόσφαιρα από Η και He που λέγεται χρωμόσφαιρα.
Περιβάλλεται επίσης από το ηλιακό στέμμα.
Η σφαιρική του επιφάνεια είναι 12.000 φορές μεγαλύτερη της γήινης και η μάζα του είναι 1,989 · 1030 Kg, αλλά [GLi] η πυκνότητά του είναι μόλις 1,41 έναντι 5,5 της Γης. Αυτό σημαίνει ότι συγκροτείται από «ελαφρά» χημικά στοιχεία, κυρίως από υδρογόνο Η κατά 81,7% και ήλιο He 18,2%, ενώ τα υπόλοιπα 70 χημικά στοιχεία (ασβέστιο Ca, νάτριο Na, κάλιο Κ, σίδηρο Fe, πυρίτιο Si, άνθρακα C κτλ.) μόλις φτάνουν το 0,1%. Φασματοσκοπικά επίσης αναγνωρίστηκαν τα μόρια 18 χημικών ενώσεων σε ταινίες του φάσματος. Πρώτος ο Γ. Φράουνχόφερ ανακάλυψε 7.000 από τις 25.000 σκοτεινές γραμμές στο ορατό φάσμα του ηλιακού φωτός, ενώ οι γραμμές που βρέθηκαν στο υπεριώδες και υπέρυθρο οφείλονται μάλλον σε ιονισμένα άτομα.
Οι διάφορου μήκους κύματος ακτινοβολίες του Ήλιου καταλαμβάνουν ευρύτατο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Το ορατό μέρος αυτού του φάσματος είναι πολύ στενό, αρχίζει από το ιώδες λ = 2.900 Å μέχρι το ερυθρό λ = 7.200 Å και λέγεται οπτικό παράθυρο (βλ. λ. φάσμα). Οι μικρού μήκους κύματος ακτινοβολίες –υπεριώδεις χ, γ– ιονίζουν τα άτομα της ανώτατης ατμόσφαιρας και απορροφούνται κυρίως από το όζον, ώστε να μη φτάνουν στην επιφάνεια της Γης.
Οι υπέρυθρες ακτινοβολίες μεγάλου μήκους κύματος απορροφούνται μερικώς από υδρατμούς και μόρια Ο2, CO2 της κατώτερης ατμόσφαιρας. Μέρος της υπέρυθρης περνά την ξερή ατμόσφαιρα (χωρίς υδρατμούς). Δεξιότερα της υπέρυθρης, στην περιοχή μήκους κύματος 0,8 cm-17 m, υπάρχει το ραδιοφωνικό παράθυρο, οι ραδιοακτινοβολίες του οποίου περνούν ελεύθερα την ατμόσφαιρα. Ακτινοβολίες μήκους κύματος λ>17m απορροφούνται από την ιονόσφαιρα ή ανακλώμενες γυρίζουν στο διαστημικό χώρο.
Η επιτάχυνση βαρύτητας στην επιφάνεια του Ήλιου είναι g = 27.380 cm/sec2, δηλαδή 28 φορές ισχυρότερη από τη γήινη. Η ταχύτητα διαφυγής των μορίων του από την επιφάνειά του είναι μεγάλη υ = 617 Km/sec (έναντι 11,2 της Γης). Έτσι συγκρατήθηκε η αεριώδης ατμόσφαιρα (χρωμόσφαιρα και στέμμα) του Ήλιου, ενώ της Σελήνης, με υ = 2,4 Km/sec, έφυγε όλη.
Φαινόμενη διάμετρος του Ήλιου λέγεται η γωνία ΑΒΓ υπό την οποία φαίνεται η διάμετρος (D = 2R) του Ήλιου από τη θέση Γ της Γης. Μεταβάλλεται ανάλογα με τη θέση ΓΗ της Γης πάνω στην ελλειπτική ετήσια τροχιά της. Έτσι την 1η Ιανουαρίου έχει μέγιστη τιμή D1 = 32’36’’,2, γιατί η Γη βρίσκεται στο περιήλιο (Γ1Η1 = 147.100.000 Km), ενώ στις 2 Ιουλίου, όταν η Γη βρίσκεται στο αφήλιο της τροχιάς της (Γ2Η2 = 152.000.000 Km), φαίνεται μικρότερος D2 = 31’32’’. Έτσι η μέση τιμή γίνεται D = D1 + D2= 32’41’’,1 σε μια μέση απόσταση α = 149.504.312 Km. Η πραγματική του ακτίνα είναι Ro = 696.000 Km, που αντιστοιχεί σε μέση φαινόμενη διάμετρο D/2 = 16΄ τόξου.
Δομή του Ήλιου. Η ηλιακή σφαίρα αποτελείται από:
1.Τον πυρήνα μεταφοράς ακτίνας r = 0,66.Ro, όπου γίνονται οι θερμοπυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης 4Η ® Ηe λόγω θερμοκρασιών 14 εκατομμ. βαθμών, πιέσεων 200 δισεκατομμ. ατμοσφαιρών και πυκνότητας 70 gr/cm3. Από τον πυρήνα προέρχονται όλες οι μορφές της ακτινοβολούμενης ενέργειας.
2. Το περίβλημα ακτινοβολίας, πάχους μεταβλητού 13,9 Ro, περίπου 96.400 Km στο οποίο η ενέργεια μεταδίδεται με ακτινοβολία. Φτάνει μέχρι ακτίνα r = 0,86 Rο.
3. Τη ζώνη μεταφοράς, πάχους περίπου 20 Ro = 140.000 Km, στην οποία τα ρεύματα μεταφοράς προκαλούν φαινόμενα στροβιλισμών με αποτέλεσμα να εμφανίζονται στην επιφάνεια του Ήλιου κοκκώδεις σχηματισμοί.
4. Τη φωτόσφαιρα, το πιο έξω στρώμα του Ήλιου, πάχους 400 Km, από το οποίο προέρχεται το συνεχές ηλιακό φως. Ο δίσκος της φωτόσφαιρας που βλέπουμε, είναι λαμπρός στο κέντρο και λιγότερο λαμπρός στα χείλη, γιατί το φως διατρέχει μεγαλύτερο[GLi]πάχος και απορροφάται από τη χρωμόσφαιρα. Η πυκνότητα του φωτοσφαιρικού υλικού είναι περίπου 2 · 10-7 gr/cm3, η πίεση γύρω στα 0,08 με 0,10 της ατμόσφαιρας και η θερμοκρασία στην επιφάνεια φτάνει τους 6.000°C. Επάνω στη φωτόσφαιρα βρίσκονται οι σκοτεινές κηλίδες (ηλιακές κηλίδες), οι φωτεινοί πυρσοί, οι κόκκοι, οι πόροι και άλλοι βραχύβιοι σχηματισμοί.
5. Τη χρωμόσφαιρα (που μαζί με το στέμμα αποτελούν την ατμόσφαιρα του Ήλιου). Είναι αεριώδες στρώμα πάχους 10-15.000 Km, με θερμοκρασίες από 4.500° μέχρι 100.000°. Αποτελείται κυρίως από αέρια υδρογόνου Η και Ηλίου He και είναι αραιότερη της ατμόσφαιρας κατά 10.000-100.000 φορές. Παρατηρείται με ειδικά φίλτρα, τους φασματοηλιογράφους, ή κατά τις ολικές εκλείψεις του Ήλιου. Στην απορρόφηση του ηλιακού φωτός της φωτόσφαιρας από το υλικό της χρωμόσφαιρας οφείλονται οι φασματικές γραμμές απορρόφησης Φράουνχόφερ.
Οι πιο ενδιαφέροντες χρωμοσφαιρικοί σχηματισμοί είναι οι εκλάμψεις (flares), οι απότομες δηλαδή εκρήξεις υλικού μεγάλης λαμπρότητας και ενέργειας. Διαρκούν από λίγα λεπτά μέχρι δύο ώρες και εκδηλώνονται σε περιοχές διπολικών κηλίδων. Οι συνέπειες των εκλάμψεων είναι η διαταραχή των στρωμάτων της γήινης ιονόσφαιρας, οπότε δημιουργούνται ανωμαλίες στις τηλεπικοινωνίες. Όταν μάλιστα έχουμε ισχυρές μαγνητικές καταιγίδες, τότε δημιουργείται σιγή ασυρμάτου. Παρόμοιοι με τις flares είναι οι βραχύβιοι σχηματισμοί των αιφνίδιων κυμάτων (surges).
Εντυπωσιακά χρωμοσφαιρικά φαινόμενα είναι οι προεξοχές στα χείλη και τα νήματα πάνω στο δίσκο. Επίσης ενδιαφέροντες σχηματισμοί είναι οι ακίδες, οι πυρσοί, οι ψηφίδες κ.ά.
Τα κέντρα δράσης του Ήλιου είναι περιοχές των κηλίδων, των προεξοχών και των flares, που όλα μαζί καταλαμβάνουν το 1/10 της επιφάνειάς του.
Οι παρατηρήσεις της χρωμόσφαιρας γίνονται με φίλτρα που επιτρέπουν μονοχρωματικό φως, λ.χ. του υδρογόνου λ = 6.365Å = Ηa, του ασβεστίου Ca, νατρίου Νa κ.ά.
- Το ηλιακό στέμμα (corona) που περιβάλλει τη χρωμόσφαιρα και περιστρέφεται με τον ήλιο. Διακρίνεται σε εσωτερικό (απέχει 1,03.R0 μέχρι 1,3.R0), μέσο (1,3 – 2,5.R0) και εξωτερικό (πέρα από 2,5.R0). Περιέχει ιονισμένα άτομα σιδήρου Fe+++, νικελίου Ni++, ασβεστίου Ca++, πυρήνες[GLi](πρωτόνια) και ελεύθερα ηλεκτρόνια. Επικρατούν θερμοκρασίες πολλών εκατομμυρίων βαθμών (γι’ αυτό υπάρχει ύλη σε κατάσταση πλάσματος). Από την τάση κίνησης του υλικού του εξωτερικού στέμματος δημιουργείται συνεχής ροή, δηλαδή ηλιακός άνεμος.
Η ηλιακή ενέργεια που εκπέμπεται από τον Ήλιο, είτε ως ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, είτε ως φορτισμένα σωματίδια ενέργειας, οφείλεται σε συνεχείς θερμοπυρηνικές μεταστοιχειώσεις του άφθονου Η σε He, σύμφωνα με τον «κύκλο πρωτονίου-πρωτονίου» ή με τον «κύκλο του άνθρακα».
Ηλιακή σταθερά λέγεται το ποσό της ηλιακής ενέργειας (σε cal ή Joule) που δέχεται επιφάνεια 1 cm2 στην εξώτατη γήινη ατμόσφαιρα σε διάστημα 1 λεπτού. Είναι c = 2 cal/cm2 ανά mm = 0,14 · 107 erg/sec·cm2 ή c = 0,14 Joule/sec · cm2 = 0,14 Watt/cm2. Από 1 cm2 της ηλιακής [GLi] επιφάνειας εκπέμπεται ανά sec ενέργεια 6,45 Kw/cm2. Από όλη την ηλιακή επιφάνεια Ε = 6 · 1022 cm2 εκπέμπεται ανά sec ολική ισχύς Ρολ = F · E = 38,6 · 1022 Kw, που ισοδυναμεί με ισχύ «μηχανής» 5 · 1023 ίππων. Το εκπεμπόμενο υλικό αναπληρώνεται με πτώση μετεωρικής ύλης ή με τη συστολή του λόγω ψύξης του «ακτινοβολούντος σώματος» (Kelvin 1893).
