Sziasztok Űrutazók!

Köszöntelek benneteket felfedezőtúránk első állomásánál, Naprendszerünk központi csillagánál, a Napnál! Valószínűsítem mindenki tudja, hogy mi az a Nap. A Földről nézve, a fényes, meleget adó sárga gömb az égbolton. Viszont úgy is ismeritek mint csillag? Ha nem, tartsatok velem, hiszen igazán érdekes dolgokat fogok mesélni a Napról, mint égitestről! Napszemüvegeket fel! Indulunk!

Általános Információk

  • Földtől való távolság: 149,6 millió km
  • Maghőmérséklet: 15 millió °C
  • Átmérő: 1,4 millió km
  • Tömeg: 2x1030 kg
  • Holdak száma: 0

Napunk egy 4,5 milliárd éves csillag (egy izzó hidrogén és héliumgömb), mely Naprendszerünk középpontjában található. Bár körülbelül 150 millió kilóméterre van Földünktől, de energiája nélkül az általunk ismert élet soha nem jöhetett volna létre. A Nap a legnagyobb objektum a Naprendzserünkben. Térfogata akkora, hogy 1,3 millió Föld férne bele. Az általa generált gravitáció tartja össze a Naprendszert a legnagyobb bolygóktól kezdve, a legkisebb törmelékdarabokig. A Nap átlagos csillag, úgynevezett G2 színképű sárga törpe.

A Föld mérete a Naphoz viszonyítva

Napunk egy közepes méretű csillag, melynek sugara körülbelül 700 000 km. Tömege, akkora 330 000-szer nagyobb mint bolygónké, a Földé. Tőlünk, 149,6 millió kilóméterre helyezkedik el, a Naprendszer középpontjában. Ez a távolság 1 Csillagászati Egység (CSE, angolul AU). A Csillagászati Egységet az űrben történő távolságmérés egyszerűsítése érdekében használjuk.

Központjában magfúzió zajlik, a H-He, vagy más néven protonproton ciklus. Ez a csillagok energiatermelésének legegyszerűbb folyamata. 80% hidrogén és 19 % hélium alkotja, ezenkívül némi egyéb elemet is tartalmaz. A Nap sugárzása fejlődést mutat. Születésekor a mainak mintegy 70%-a volt a kibocsátott sugárzás mértéke, amely milliárd éves időskálán folyamatosan növekszik, amíg csillagunk ún. fősorozati csillag marad.

A Nap az élete során a legtöbb időt a fősorozaton van, ez csillagunk életpályájának aktív részét jelenti, amíg a hidrogénkészletét a magfúziós folyamatok héliummá alakítják. Modellszámítások szerint ennek a szakasznak a felénél tartunk. Az elkövetkező 1 milliárd évben a Nap fényessége és külső hőmérséklete tovább növekszik.

A Nap nagyjából 10 milliárd éves koráig marad a fősorozati csillag állapotában, ekkor kifogy a hidrogénkészlete és átmegy a vörös óriás fázisba. Ebben a fázisban beindul a héliumfúzió - a hélium szénné alakulása -, ami megtízszerezi a mag hőmérsékletét, ezzel a sugárnyomást is, így a gravitáció és a belső nyomás egyensúlya felborul az utóbbi javára. Ez felfújja a csillagot, miközben a felszíni hőmérséklete lecsökken. A felfúvódás során tömegének egy jelentős részét - számítások szerint 30%-át - is elveszti.

A csillagok életciklusa
A csillagok életciklusa

Szerkezet

A napfelszín alatt három nagyobb tartományt különíthetünk el. A sugár kb. egyharmadán belül található a kb 15 millió fokos hõmérsékletû centrális mag, melyben a termonukleáris energiatermelés zajlik. Ezen kívül helyezkedik el a sugárzási zóna, majd a sugár 0.71 részétõl a felszínig tartó gömbhéj, a konvektív zóna. Ezeken felül találhatók még egyéb rétegek, melyek az eddig említettekkel együtt ilyen sorrendben követik egymást:

  • Mag: A csillag tömegének több mint fele, itt zajlik a fúzió
  • Sugárzási zóna
  • Konvekciós zóna: A hőáramlások folyamán a mélyből érkező forró plazma felfelé áramlik, majd lehűl, s oldalirányban szétterülve visszabukik a mélybe.
  • Fotoszféra: A Nap látható felszíne
  • Kromoszféra: A légkör középső rétege
  • Napkorona: A légköt külső légkör

A Nap másodpercenként 4 millió tonnát veszít tömegéből. A Sugárzás a belsejéből több százezer év alatt jut a felszínre. A nap felületén láthatók a napfoltok, melyek a környezetnél hidegebb területek, ezeket elsősorban mágneses tevékenységek okozzák. 11 évenként napfoltciklusok váltják egymást. A forró plazma a mágneses erővonalak mentén mozog. A felszínről a napkoronába időnként anyag dobódik. A plazmakitörések során a mágneses erővonalak mentén anyag lövell ki. A Napból jövő részecskeáramlást hívják napszélnek.

A fotoszférában vannak a jellegzetes napfoltok, melyek a naplégkör zavart térségeinek, az ún. aktív régióknak legmélyebb szintjén jelentkező képződményei.

A foltok környezetében, de magasabb szinten, mint amelyben ők jelentkeznek, a kromoszférában zajlanak le, a flare-ek (flérek), amelyek számos esetben protuberanciákat, vagyis óriási kiterjedésű, nemegyszer több százezer kilométer magasra felszökő hidrogénfelhőket indítanak útjukra.

A flare-ek lökéshullámokat keltenek a naplégkörben, s ahogy ezek a hullámok továbbhaladnak, esetleg újabb flare-ek keletkezését segítik elő, vagy nagyobb távolságban is megbontják az egyensúlyi helyzetet.

A Nap felépítése

Napfoltok, Napkitörések, Koronalyukak

Napkitörés a Nasa felvételén

Napkitörés

A napkitörés a naptevékenység leglátványosabb, és legerősebb földi hatásokkal rendelkező megnyilvánulása, melynek során együtt jelentkezik az alábbi három naptevékenységi jelenség:

  • Fler, vagyis a naplégkör egy körülhatárolt részének hirtelen, erős kifényesedése.
  • Koronakidobódás, vagyis a napkorona egy darabjának kilökődése a bolygóközi térbe.
  • Eruptív protuberancia, vagyis egy, a napkoronában hosszú ideje egy helyben lebegő, a környező gáznál sűrűbb és hidegebb felhő (nyugodt protuberancia) hirtelen, gyorsuló felemelkedése és elszállása.

A kitörés oka a napkorona mágneses térkonfigurációjának instabilitása vagy egyensúlyvesztése, melynek következtében a térszerkezet hirtelen megváltozik, jelentős energia szabadul fel, és a kiegyensúlyozatlan mágneses erők hatására a korona anyagának egy része kidobódik.
A napkitöréseknek komoly földi hatásai vannak. A közvetlen hatásai a következők:

  • Erős flerek idején jelentősen megnő a földi felsőlégkörben és bolygónk kozmikus környezetében a nagyenergiájú sugárzások erőssége. Ez elsősorban a röntgen- és gammasugárzásra vonatkozik, továbbá, ha a Föld a flerből kiinduló részecskenyaláb útjába esik, akkor a töltött részecskék (elsősorban protonok) áramára is. Ezek komoly kárt okozhatnak a műholdakban és űrszondákban; a töltött részecskék továbbá egészségi kockázati tényezőt jelentenek pilóták és űrhajósok esetében.
  • A légkör elvesztheti ózonrétegének 50-10%-át, ami a bőrrákos megbetegedések számának növekedéséhez vezet.
  • A világos éjszakai égbolt megzavarja az állatok életciklusait és felborítja mindennapi életük rendjét.
  • Ha a Föld a kidobott anyag útjába esik, a földi magnetoszférának ütközve mágneses vihart okozhat. A vihar megzavarhatja a navigációt, megbolondítva az iránytűket.

Napfoltok

A napfolt környezeténél sötétebb terület a Nap fotoszférájában. Foltokat már az első távcsöves csillagászati megfigyelések évében, 1610-ben is látott a Napon Galilei, később Fabricius, Hevelius és Harriot. A nagyobb napfoltok két részre bonthatók: a belső, sötétebb rész az umbra, a külső, félsötét, sugaras szerkezetű rész a penumbra. A penumbra nélküli napfoltok neve pórus.

A napfoltok alakja többnyire körszerű, de gyakoriak a szabálytalan alakú és szerkezetű foltok is. Méretük 1,5 megamétertől (Mm; ezer kilométer) mintegy 100 Mm-ig terjedhet. Egy nagyobb napfolt átmérője tipikusan kb. a Földével egyezik meg. A pórusok mérete nem haladja meg a 7 Mm-t, míg a penumbrával is rendelkező foltok legalább 3,5 Mm átmérőjűek. A 3,5 és 7 Mm közötti tartományban a penumbra megléte függ a folt előéletétől: a fiatal, növekvő foltok jellemzően csak a 7 Mm körüli méretet elérve fejlesztenek penumbrát, míg az idős, zsugorodó foltok sokáig megőrzik azt.

A napfoltok élettartama 1 naptól több hónapig terjedhet. Nagyobb napfoltok esetében 7-10 nap a jellemző. A megfigyelések szerint a napfolt kisebb mágneses elemek, fáklyapontok összeolvadásával alakul ki, és további ilyen elemek, valamint kisebb foltok beolvadásával nő tovább. Ezt a jelenséget általában az ún. "mágneses fa" kép keretében magyarázzák: eszerint a kicsiny mágneses elemek (erővonalkötegek) a felszín alatt összefüggenek, mint egy fa ágai. Ahogyan a fa emelkedik, "ágainak" a felszínnel vett metszéspontjai összeolvadni látszanak. Ez a növekedési szakasz rendszerint nem tart tovább néhány napnál. Egy maximális terület elérése után a folt ismét zsugorodni kezd, mígnem lassan eltűnik. Ez a bomlási fázis rendszerint jóval hosszabb a növekedésnél.

Napfoltok a Nasa felvételén
Koronalyukak a Nasa felvételén

Koronalyukak

A Napból valamennyi kidobott anyag a koronán halad keresztül. Az 1970-es évek elején fedezték fel azt, hogy a koronában ún. lyukak találhatók (koronalyukak). Ezeken keresztül távozik csillagunk anyaga a világűrbe. Ezeken a helyeken a Nap mágneses mezeje nyitott, így leginkább a pólusai közelében fordulnak elő ezek területek. A napszél is innen „fúj”.

Összefoglaló videó

Elérkeztünk fejezetünk végére, melyben a Napról tudhattunk meg többet. Most pedig kérlek benneteket tekintsétek meg az Űrkutatás Magyarul youtube csatorna videóját, melyben egy velős minden igényt kielégítő bemutatót láthattok központi csillagunkról.

Összefoglaló kérdések

Most a tudásotok ellenőrzésének érdekében, kérlek titeket válaszoljatok 4 kérdésre az adott bolygóval kapcsolatban! Válasszátok ki a lehetőségek közül azt az egyet, amelyik szerintetek helyes!

1. Mely anyagból fúzionál Héliumot a Nap?

2. A Napon kívül mely csillag helyezkedik el a Naprendszeren belül?

3. Mekkora a távolság a Föld és a Nap között?

4. Melyik nem a Nap szerkezeti része?