השמש המדהימה שלנו

כדה"א בהשוואה להתפרצות סולרית בשמשהשמש היא אחד הכוכבים המעניינים ביותר ביקום, ולו רק משום שהיא כל-כך קרובה אלינו (יחסית לעצמים אחרים) – 150 מיליון קילומטרים בממוצע. השמש היא כוכב צהוב רגיל, המוגדר G2V באסטרופיזיקה.

קוטר השמש גדול פי 109 מזה של כדור-הארץ, ועומד על כ- 1.39 מיליון קילומטרים; זאת אומרת שאפשר להכניס את כדור-הארץ בתוך השמש בערך 1.3 מיליון פעמים.

מאסת השמש גדולה פי 332,490 מזו של כדור-הארץ (1.9 כפול 10 בחזקת 30 קילוגרם, או 1.9×1030 ק”ג בקיצור). הצפיפות הממוצעת של השמש היא רק 1.4 גרם לסמ”ק, אבל הצפיפות בלב השמש עומדת על 150 גרם לסמ”ק (פי 13 מצפיפות העופרת). טמפרטורת פני השטח של השמש עומדת על כמעט 6,000 מעלות, והיא מתחממת ומתלהטת ככל שמעמיקים פנימה, עד כדי 15 מיליון מעלות בלבה.

הטמפרטורה הזו כל-כך גבוהה, עד שהיא מייצרת כמויות בלתי נתפשות של קרינה, בעיקר אור נראה, קרינת-חום (אינפרה-אדום) וקרינה אולטרה סגולה. השמש משחררת גם קרינה אלקטרומגנטית אחרת, המהווה עשירית אחוז מההספק הכולל שלה, לצד קרינת חלקיקים כגון נייטרינו ואלקטרונים ופרוטונים מהירים.

באשר לטמפרטורה, יש כמה דברים שאינם ברורים בנוגע לעטרת השמש. העטרה היא האטמוספרה העליונה של השמש, והיא נמתחת לאורך מיליוני קילומטרים מעבר לשמש עצמה. אלא שטמפרטורת העטרה גבוהה יותר מטמפרטורת פני השמש – בין חצי מיליון ל-2.5 מיליון מעלות. מדענים לא מבינים עד היום בדיוק מהו המנגנון הגורם לאטמוספרת השמש להיות חמה פי 300 מפני השטח שלה. אחת ההשערות גורסת שמדובר במנגנון אקוסטי, הדוחף אנרגיה כלפי העטרה.

בכל שנייה השמש הופכת בין 430 ל- 620 מיליון טון של מימן להליום, כאשר 4.26 מיליון טון מהם הופכים לאנרגיה. דבר זה יוצר הארה בעוצמה של מיליוני נרות לסמ”ר, או 10 בחזקת 26 ואט (כלומר – 10 בחזקת 24 נורות של 100 ואט). כדי לתפוש ולהבין מה אומר המספר הענק הזה, הנה השוואה קטנה: נניח שיש 7 מיליארד בני אדם על כדור-הארץ, ולכל אחד מהם יש בית עם 5 נורות של 100 ואט. כלומר יש לנו 35 מיליארד נורות (10 בחזקת 10), לעומת 10 בחזקת 24 נורות שמייצרת השמש.

צריכת האנרגיה העולמית עומדת כרגע על 12,500 מיליארד ואט, ועד שנת 2030 תעלה לכדי 17,000 מיליארד ואט (10 בחזקת 13 ואט). זאת אומרת שאם היינו יכולים לרתום אפילו מחצית מאנרגיית השמש ליצירת חשמל (כלומר 10 בחזקת 13 ואט), היו נפתרות כל בעיות האנרגיה בכדור-הארץ למיליארד השנים הבאות.

לקרינת השמש לוקח 800,000 שנה לעבור מהליבה לפני השטח, ואז היא עוברת את המרחק של 150 מיליון קילומטרים בשמונה דקות בלבד. כשהיא מגיעה אלינו, לרום האטמוספרה, עוצמתה ירדה לכדי 1.36 קילו-ואט למטר רבוע (מה שנקרא “הקבוע הסולרי”). רק קילו-ואט אחד למטר רבוע מגיע לפני השטח של כדור-הארץ, ובכל זאת זה מספיק לחמם את העולם שבו אנו חיים, לגרום לשיזוף ואף לסרטן.

כתמי-שמש ומחזור 11 השנים

השמש היא גוש כדורי ענק של גז מיונן (פלזמה). הגוש הכדורי הזה מסתחרר סביב עצמו בצורה לא אחידה, כיוון שהוא אינו גוף מוצק לחלוטין (כל חלק מסתובב במחזור אחר). בשל הסיבוב הבלתי אחיד הזה, השדה המגנטי של השמש מתעוות, נמתח ומתכווץ כל הזמן. זה דומה לרוטור של מטוס צעצוע, הפועל על גומייה – ככל שמסובבים את הרוטור, הגומייה נמתחת עוד ועוד עד שהיא אוצרת בתוכה מספיק אנרגיה כדי “להתפרץ” ולהפעיל את הרוטור.

השדה המגנטי של השמש מתפרץ בעוצמות של אלפי גאוס במקומות מסוימים, ושם נוצרים כתמים שחורים המעידים על פעילות מגנטית גבוהה (לשם השוואה – השדה המגנטי של כדור-הארץ הוא בעוצמה של גאוס אחד בלבד). אגב, כתמי השמש נראים שחורים רק כיוון שהם קרים יותר בהשוואה לפני השטח של השמש – 1,500 מעלות לעומת 6,000 מעלות. ורק כדי לסבר את העין: הקלחת הרותחת הזו, שנקראת כתם-שמש, יכולה להכיל בתוכה כמה וכמה כדורי-ארץ.

כתמי השמש נוצרים ונעלמים במחזור של 11 שנים, שבמהלכו השדה המגנטי של השמש מתהפך לגמרי – תוך 22 שנים הוא נע בין צפון לדרום ובחזרה לצפון. המחזור המגנטי הזה יכול להופיע בעוצמות משתנות, וככל שיש יותר כתמי-שמש – כך אנו יודעים שהפעם השמש תשחרר לעברנו הרבה יותר קרינה מסוכנת.

פעם, במאה ה-17, מחזור השמש בקושי הניב כתמי שמש (הפעילות הירודה הזו זכתה לשם “המינימום של מונדר”); הטמפרטורה על פני כדור-הארץ ירדה פלאים, ואפילו נהר התמזה בלונדון קפא. בשנים האחרונות השמש שוב נכנסה לתקופת מינימום, למרות שאסטרונומים צפו שדווקא תהיה בה פעילות גבוהה. והנה מסתבר שאותה פעילות רק נדחתה למועד קצת מאוחר יותר: כתמי השמש יגיעו לשיא בשנת 2013, והם עלולים לשחרר כל-כך הרבה אנרגיה עד שישתקו את מערכות החשמל ואף יפגעו באטמוספרה (מפחיד כמה שזה נשמע דומה לסרט “הנבואה”).


השוואה בין השמש לכוכבים אחרים

כוכב אחד מתוך כל 13 כוכבים “רגילים” דומה לשמש שלנו. מיעוט מביניהם חורגים מנתוניה בצורה דרסטית, וכמה מהמרשימים ביותר ניתן לראות בקבוצת הכוכבים אוריון. אחד הכוכבים הגדולים ביותר בשמי הלילה הוא בית-אל-ג’וז, בקצה העליון השמאלי של אוריון.

הכוכב הזה אינו רגיל – מה שנקרא כוכב הסדרה הראשית – אלא על-ענק אדום, שכבר עבר את גיל העמידה ונכנס לפרפורי גסיסה. אומנם הוא במרחק של 430 שנות אור, אך הוא זורח בעוצמה הגדולה פי 63,000 מזו של השמש – ולכן ניתן לראותו בבירור גם בעין בלתי-מזוינת (העצם התשיעי בבהירותו בשמי הלילה – בהחלט נתון מרשים. אם השמש מפיקה 10 בחזקת 26 ואט, בית-אל-ג’וז מפיק 10 בחזקת 30 ואט).

קוטרו של בית-אל-ג’וז גדול פי 500 לפחות מזה של השמש (הרדיוס משתנה בעקבות שינויים בכוכב עצמו). אם היינו מכניסים אותו במקום השמש שלנו – הוא היה עובר את כדור הארץ ואת מאדים, ומגיע לחגורת האסטרואידים שנמצאת לפני צדק. כיוון שהמאסה שלו גדולה, יחסית – בין 12 ל-14 מאסות שמש – הוא עתיד לסיים את היתוך היסודות ב-10,000 השנים הבאות, ולהתפוצץ כסופרנובה שתיראה אצלנו כאילו נוסף לנו ירח בשמיים.

כוכב מרתק נוסף נמצא גם הוא באוריון – ריגל (בקצה הימני התחתון של קבוצת הכוכבים). ריגל הוא הכוכב השביעי בבהירותו בשמיים כיוון שגם הוא, כמו בית-אל-ג’וז, כוכב על-ענק. אבל ריגל הוא על-ענק כחול ולא אדום, ובנוסף – הוא כוכב בינארי (במקרה הזה – שני כוכבים המקיפים זה את זה, כאשר הכוכב הקטן מביניהם אף הוא כוכב כפול).

ריגל נמצא במרחק של כ-800 שנות אור מאתנו, כאשר הגדול מבין השלושה – ריגל A – הוא בעל 70 רדיוסי-שמש, 17 מאסות-שמש ו-66,000 הארות-שמש. גם ריגל A כבר נמצא בסוף תקופת חייו, וכיוון שהוא בעל 17 מאסות-שמש – כנראה שגם הוא יתפוצץ כסופרנובה בעוד כמה אלפי שנים.

השוואה בין השמש לכוכבים אחרים


סוף-חייה של השמש

אנחנו תלויים בקרינת האור והחום של השמש כבר 4.6 מיליארד שנים, שהוא גילה הנוכחי של השמש (שנמצאת באמצע חייה). בכל מיליארד שנה עוצמת הקרינה של השמש עולה ב-10%; זה נגרם עקב ההמרה המתמדת של מימן להליום בלבת השמש.

עוד 500 מיליון שנה עד מיליארד שנה, הארת השמש תגבר עד כדי כך שהטמפרטורה על פני כדור-הארץ תגיע לסביבות 70 עד 100 מעלות; לא ממש נחמד לקיומם של חיים. בתחילת דרכה, הארת השמש הייתה נמוכה יותר, מה שיכול להסביר מדוע החיים על פני האדמה החלו רק לפני כמיליארד שנה בערך (החיים בים החלו לפני 3.8 מיליארד שנה, פלוס-מינוס).

בסופו של דבר, בעוד כ-4.5 מיליארד שנה השמש תהפוך להיות “ענק אדום”, כ-10% מהמאסה שלה יהפכו להליום והיא תתנפח עד פי 250 מגודלה הנוכחי. השמש עלולה אף לבלוע את כדור-הארץ ואת מאדים, אבל גם אם לא – הטמפרטורות בכדור-הארץ יגיעו ממילא למאות ולאלפי מעלות.

אם המין האנושי לא ימצא את דרכו לכוכבים / יקומים / ממדים אחרים עד אז, הרי שתיגזר עלינו כליה. כוכבי הלכת הפנימיים במערכת השמש לא יהיו ראויים לחיים, אבל אולי נוכל לעבור לאחד מהירחים של צדק או של שבתאי. ייתכן שגם לא תהיה לנו ברירה אלא לצאת לכוכבים הרחוקים, ולהגשים את סיפורי המדע הבדיוני. אולי עד אז כבר לא נהיה בדיוק “בני-אדם”, כפי שאנו רגילים למושג הזה, אחרי מיליארדי שנות אבולוציה (ביולוגית, דיגיטלית ואחרת). אכן, מסע מרתק צפוי לנו, אם נשכיל לקיימו.

 

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *