השמש

השמש היא אחד מפלאי הבריאה הגדולים והמרהיבים ביותר. למרות שהיא מלוּוה אותנו בכל יום כמעט בלי שנשים לב, היא הגוף המדהים ביותר במערכת השמש שלנו – מקור אנרגיה עצום, בלתי-נגמר כמעט, שמאפשר לכל החיים על פני כדור הארץ להתקיים.

מהי בעצם השמש?

השמש היא כוכב לוהט הבנוי בעיקר ממימן והליום. היא נמצאת במרכז מערכת השמש, ובכוח המשיכה שלה היא מחזיקה את כל כוכבי הלכת במסלולם.

• קוטרה כ־1.39 מיליון ק"מ – פי 109 מכדור הארץ.• טמפרטורת מרכז השמש מגיעה לכ־15 מיליון מעלות!• ליבת השמש מבצעת תהליך של היתוך גרעיני – תהליך משחרר אנרגיה       אדירה שמגיעה אלינו כאור וחום.

מקור האנרגיה של החיים

ללא השמש, כדור הארץ היה כוכב קפוא ללא שמץ של חיים.היא זו שמספקת:

• אור – מאפשר צמיחה של צמחים, פוטוסינתזה וכלל שרשראות המזון.• חום – שומר על טמפרטורה שמאפשרת מים נוזליים וחיים.• אנרגיה – כל האנרגיה שאנו משתמשים בה למעשה מקורה באנרגיה         סולרית עתיקה (נפט, גז, וגם אנרגיה סולארית מודרנית).

השמש והמדע – מעבדה טבעית ביקום

השמש מאפשרת למדענים ללמוד על תהליכי היתוך גרעיני, מגנטיות קוסמית, סופות שמש והשפעתן על כדור הארץ.היא משפיעה על:

• תקשורת לוויינית• מזג אוויר בחלל• זוהר הקוטב (אורות הצפון)• השדות המגנטיים של כדור הארץ

סוערת במיוחד

השמש הינה כוכב לא רגוע בכלל. מכאן היא נראת שלווה חמימה ונעימה, אך האמת היא שהיא לא שקטה בכלל. היא שוקקת פעילות. התפרצויות הנקראות התפרצויות שמש ופליטות מסה קורונליות מתפוצצות באטמוספירה החמה של השמש, הקורונה, ושולחות אור וחלקיקים באנרגיה גבוהה אל החלל. הקורונה גם משחררת כל הזמן זרם של חלקיקים טעונים הידועים כרוח השמש.

סופות שמש

סופת שמש היא תופעה חזקה המתרחשת באטמוספירה העליונה של השמש, כאשר מצטברת אנרגיה מגנטית רבה – ולפתע משתחררת בעוצמה אדירה.התרחשות כזו יכולה לשחרר אור, חום וחלקיקים טעונים במהירות עצומה לחלל.

שלושת סוגי ה"סופות"

יש שלוש תופעות עיקריות שנחשבות לחלק ממה שמכונה “סופות שמש”:

התפרצויות שמש

אלו פיצוצים עצומים של אנרגיה על פני השמש.• נמשכים בין דקות לשעות• משחררים קרינת X וקרינה אלקטרומגנטית• מגיעים לכדור הארץ במהירות האור (8 דקות)

פליטות מסת כותרת (CME – פליטת מסה קורונלית)

אחת התופעות החזקות ביותר.• ענני פלזמה ענקיים שנזרקים לחלל• נעים במהירויות מטורפות של מאות עד אלפי ק"מ בשנייה• אם הם פוגעים בכדור הארץ – הם משפיעים על השדה המגנטי שלנו

זרמי רוח שמש

השמש משחררת זרם קבוע של חלקיקים טעונים העפים לכל כיוון.• הזרם הזה יוצר את “מזג האוויר בחלל”• הוא זה שמפעיל את זוהר הקוטב• בעתיות מסוימות, הזרמים הללו מתחזקים מאוד

זרמים אלו יציבים יחסית, אך כשהם מתחברים לקרינה חזקה – נוצרת סופה משמעותית.

תמונה זו ממצפה השמש וההליוספרי של ESA/נאס"א מ-15 ביוני 1999 מציגה פסים של אור חזק. זה מייצג חומר הזורם מהשמש (שמוסתר בתמונה זו על ידי הדיסק האדום המרכזי כך שהוא לא יכול להציף את התמונה של החומר החלש סביבו). שתי חלליות נוספות של נאס"א מדדו את החומר הזה קרוב יותר לכדור הארץ כדי להבין טוב יותר מה גורם לזרימה הסדירה הזו, הידועה כרוח השמש, מהשמש.

להתפרצויות שע''ג השמש כמה רמות:

1. התפרצויות קטנות – לולאות מגנטיות

• מופיעות כלולאות אור זוהרות על פני השמש.• גובה טיפוסי: כמה אלפי ק"מ.• נובעות משדות מגנטיים שמתפתלים ומתפרקים.

2. התפרצויות בינוניות – התפרצויות שמש (Solar Flares)

• התפרצות אנרגיה חזקה שמאירה את פני השמש בבת אחת.• גובה טיפוסי: עשרות אלפי ק"מ.• משחררות קרינה חזקה.

3. התפרצויות ענק – פליטות מסה קורונלית (CME)

• שיגור של ענני פלזמה עצומים לחלל במהירות של מיליוני קמ"ש.• גובה/היקף טיפוסי: מאות אלפי עד מיליוני ק"מ.• יכולות להשפיע על כדור הארץ וליצור זוהר קוטבי.

איך סופות שמש משפיעות על כדור הארץ?

לכדור הארץ יש מגן – השדה המגנטי – ולכן רוב הקרינה פשוט “מחליקה” סביבו.אבל כשהסופה חזקה במיוחד, עלולות להיות תופעות כמו:

• שיבוש ברדיו ובתקשורת• הפרעות ל-GPS• עומס על קווי חשמל• פגיעה בלוויינים• זוהר הקוטב מרהיב (הופך לחזק ובולט)

כל ההשפעות האלו קשורות לשיבוש שהפלזמה יוצרת בשדה המגנטי של כדור הארץ.

זוהר הקוטב – הצד היפה של הסופה

כשחלקיקים מהשמש נכנסים לאטמוספירה ומתקשרים עם הגזים – נוצרים צבעי ירוק, סגול וכחול בשמי הקטבים.בסופות חזקות במיוחד אפילו מדינות רחוקות מהקוטב ראו בעבר את הזוהר.

איך מדענים עוקבים אחרי הסופות?

סוכנויות כמו נאס"א, ESA ורשת של מצפי שמש ברחבי העולם משתמשים ב־• לוויינים שמנטרים קרינה• טלסקופים ייעודיים• מודלים מגנטיים• חיישני רוח שמש

המעקב מאפשר מתן “אזהרות חלל” – כמו תחזית מזג אוויר, רק לחלל.

האם סופת שמש מסוכנת לבני אדם?

לא ישירות.האטמוספירה ומגנטיות כדור הארץ שיצר הקב''ה מגנים עלינו היטב.מי שצריך להיזהר הם לוויינים, מערכות תקשורת ואסטרונאוטים בחלל.

מלבד הסופות, ישנה תופעה נוספת- עליות ושקיעות בתוך השמש. בדיוק כמו מים רותחים בסיר, גז לוהט עולה מליבת השמש אל פני השטח ואז שוקע.

תהליך זה נקרא הסעה והוא יוצר:• זרמים• טלטולים• תבניות דינמיות• רעידות שמש

תופעה נוספת- רעידות שמש (הליוסייסמולוגיה). השמש ממש "רועדת" כל הזמן בגלי לחץ. מדענים משתמשים בגלים האלה כדי להבין מה קורה בתוך השמש, בדיוק כמו שהגיאולוגים משתמשים ברעידות אדמה לחקר פנים כדור הארץ.

לא רק כדור הארץ מסתובב סביב עצמו

כדור הארץ מבצע שני סוגי תנועה עיקריים: סיבוב סביב עצמו – יוצר יום ולילה. הקפה סביב השמש – יוצרת את השנה ואת חילופי העונות.

כדור הארץ לא נע במסלול עגול מושלם, אלא במסלול אליפטי (מעוין מעט).לכן יש נקודות בשנה שבהן הוא קרוב יותר לשמש, ויש נקודות שהוא רחוק יותר.

• הנקודה הקרובה ביותר נקראת פריהליון – בינואר.• הנקודה הרחוקה ביותר נקראת אפהליון – ביולי.

חשוב: המרחק אינו מה שקובע את העונות! העונות לא נגרמות ממרחק השמש – אלא מזווית הנטייה של כדור הארץ.כדור הארץ "נוטה" ב־23.5° ביחס למסלול ההקפה שלו. בגלל הנטייה הזאת:

• בחצי הכדור הצפוני בקיץ – הציר נוטה לכיוון השמש יותר שעות אור ויותר   חום.• בחורף – הציר נוטה ממנה פחות שעות אור ופחות חום.

כדור הארץ נע במהירות עצומה – כ־30 ק"מ בשנייה! למרות זאת איננו מרגישים בכך, בגלל התנועה היציבה והאחידה.

החידוש הוא שגם השמש אינה סטטית, אמנם אין לה מסלול שהיא עושה אבל היא כן מסתובבת סביב עצמה.

השמש מסתובבת — אבל לא כמו כדור הארץ

כדור הארץ מסתובב כגוף מוצק, אבל השמש היא כדור של גז ופלזמה, ולכן היא לא מסתובבת כיחידה אחת.התוצאה: חלקים שונים של השמש מסתובבים במהירויות שונות!

סיבוב דיפרנציאלי – מה זה?

זה אומר שהשמש לא מסתובבת באותה מהירות בכל האזורים שלה.

באזור קו־המשווה:

• הסיבוב מהיר יותר• משלים סיבוב כל כ־25 ימים

באזורי הקטבים:

• הסיבוב איטי יותר• משלים סיבוב כל כ־35 ימים

זו תופעה שמייחדת גופים גזיים כמו השמש וכוכבי גז גדולים.

למה הסיבוב שונה?

כי השמש היא לא מוצק.הפלזמה בתוכה זורמת, עולה, יורדת ונמשכת על־ידי שדות מגנטיים.בגלל זה:

• חלקיקים ליד קו המשווה "נגררים" מהר יותר• ככל שמתקרבים לקוטב – הסיבוב נחלש• השדות המגנטיים מתפתלים ומתבלגנים

התפתלות השדות המגנטיים היא המקור להרבה תופעות בשמש:כתמי שמש, לולאות מגנטיות, התפרצויות ועוד.

איך בכלל יודעים שהשמש מסתובבת?

מדענים הבחינו שהכתמים על השמש נעים מצד אחד לצד שני במשך השבועות.אם צופים בזה כמה זמן – רואים שהם חוזרים לאותה נקודה כלומר השמש מסתובבת.

בנוסף משתמשים היום במכשירי מדידה שמנתחים גלי קול על פני השמש (רעידות שמש) כדי למדוד את מהירות הסיבוב.

למה הסיבוב חשוב?

הסיבוב יוצר:

• שינוי מתמיד בשדות המגנטיים• מקור לסופות שמש והתפרצויות• מחזור פעילות שמש באורך 11 שנה• תנועת אנרגיה אדירה על פני השטח

בלי הסיבוב, פעילות השמש הייתה הרבה יותר חלשה ופשוטה.

איך הסיבוב משפיע עלינו בכדור הארץ?

הוא משפיע בעקיפין, דרך מזג־האוויר בחלל:

• עוצמת רוח השמש• רמות קרינה• הפעלת זוהר הקוטב• השפעה על לוויינים ותקשורת

בקיצור — הסיבוב שלה משפיע על הרבה דברים גם מרחוק.

לפניכם סרטון שבו נראה בבירור סיבוב השמש. מצלמות מיוחדות הסריטו את השמש במשך 10 שנים, 2010-2020. הסרטון מורץ כך שכל שניה שווה ליום הסרטה.

https://www.youtube.com/watch?v=l3QQQu7QLoM

מחזות מרהיבים – זריחה ושקיעה

אחד הפלאים הגדולים הקשורים לשמש הוא מחזור הזריחה והשקיעה.צבעי האדום, הכתום והצהוב נוצרים מפיזור קרני השמש באטמוספירה, והופכים כל שחר וערב לתמונה טבעית מרהיבה.כל שינוי קטן בזווית, בעננים או בעונות יוצר מראה אחר לחלוטין.

''ואהביו כצאת השמש בגבורתו''