Ήλιος

   Ο Ήλιος είναι ένα τυπικό άστρο φασματικού τύπου G2, ένα από τα 100 δισεκατομμύρια τουλάχιστον άστρα του γαλαξία μας.

        διάμετρος:   1 390 000 km.
        μάζα:        1.989e30 kg
        θερμοκρασία: 5800° K (στην επιφάνεια), 15 600 000° K (στον πυρήνα)

   Συχνά λέγεται ότι ο Ήλιος είναι ένα "κανονικό" άστρο. Αυτό αληθεύει με την έννοια ότι υπάρχουν πολλά άλλα παρόμοια άστρα. Όμως τα μικρά άστρα είναι πιο πολυάριθμα από τα μεγάλα. Ο Ήλιος ανήκει στο 10% των άστρων με μεγάλη μάζα. Το μέσο μέγεθος των άστρων του γαλαξία μας είναι πιθανώς μικρότερο από το μισό του Ήλιου ως προς τη μάζα.

   Στην ελληνική μυθολογία, ο θεός Ήλιος ήταν γιος του Υπερίωνα και της Θείας, αδελφός της Σελήνης. Το ρωμαϊκό του όνομα ήταν Sol. Η ημέρα Κυριακή αποδίδεται στον Ήλιο.

   Ο Ήλιος, προς το παρόν, αποτελείται περίπου από 70% υδρογόνο και από 28% ήλιο ως προς τη μάζα. Όλα τα υπόλοιπα στοιχεία αποτελούν μόλις το 2%. Αυτό αλλάζει αργά με την πάροδο του χρόνου, αφού ο Ήλιος μέσα στον πυρήνα μετατρέπει το υδρογόνο σε ήλιο.

   Τα εξωτερικά στρώματα του Ήλιου παρουσιάζουν διαφορική περιστροφή (differential rotation): στον ισημερινό η επιφάνεια περιστρέφεται με περίοδο 25,4 μέρες, ενώ κοντά στους πόλους με περίοδο 36 μέρες. Αυτή η ασυνήθιστη συμπεριφορά οφείλεται στο γεγονός ότι ο Ήλιος δεν είναι στερεό σώμα όπως η Γη. Το ίδιο συμβαίνει και στους αεριώδεις πλανήτες. Αυτή η διαφορική περιστροφή επεκτείνεται και σε σημαντικό βάθος στο εσωτερικό του Ήλιου, αλλά ο πυρήνας περιστρέφεται σαν ένα στερεό σώμα.

   Στον πυρήνα του Ήλιου (με ακτίνα περίπου όσο το 25% της ακτίνας του άστρου) επικρατούν ακραίες συνθήκες. Η θερμοκρασία ανέρχεται στους 15,6 εκατομμύρια βαθμούς Kelvin και η πίεση στις 250 δισεκατομμύρια ατμόσφαιρες. Η πυκνότητα στο κέντρο του πυρήνα είναι τουλάχιστον 150 φορές μεγαλύτερη από του νερού.

   Η παραγόμενη ενέργεια του Ήλιου οφείλεται στις αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης (nuclear fusion). Κάθε δευτερόλεπτο 700 εκατομμύρια τόνοι υδρογόνου περίπου μετατρέπονται σε 695 εκατομμύρια τόνους ηλίου. Οι υπόλοιποι 5 εκατομμύρια τόνοι (=3.86e33 erg) μετατρέπονται σε ενέργεια υπό μορφή ακτίνων γάμα. Αυτή η ενέργεια ακτινοβολείται προς την επιφάνεια και στην διαδρομή της στο εσωτερικό του Ήλιου διαρκώς απορροφάται και επανεκπέμπεται σε όλο και μικρότερες θερμοκρασίες, έτσι που όταν φτάσει στην επιφάνεια ακτινοβολείται πλέον ως ορατό φως κυρίως. Στο τελικό 20% της διαδρομής της προς την επιφάνεια η ενέργεια μεταφέρεται περισσότερο με θερμική μεταγωγή (convection) παρά με ακτινοβολία.

   Η επιφάνεια του Ήλιου, που λέγεται φωτόσφαιρα, έχει θερμοκρασία 5800° K. Οι ηλιακές κηλίδες (sunspots) είναι "κρύες" περιοχές, μόνο 3800° K (φαίνονται σκοτεινές συγκριτικά με τις γύρω περιοχές). Οι ηλιακές κηλίδες μπορούν να λάβουν μεγάλες διαστάσεις, μέχρι και 50000 km σε διάμετρο. Δημιουργούνται από πολύπλοκες και όχι πλήρως κατανοητές αλληλεπιδράσεις με το ηλιακό μαγνητικό πεδίο.

   Πάνω από τη φωτόσφαιρα βρίσκεται μια μικρή περιοχή που ονομάζεται χρωμόσφαιρα.

   Η πολύ αραιή περιοχή πάνω από τη χρωμόσφαιρα ονομάζεται κορόνα ή στέμμα. Εκτείνεται σε εκατομμύρια χιλιόμετρα μέσα στο διάστημα, αλλά γίνεται ορατή μόνο κατά τη διάρκεια εκλείψεων (εικόνα αριστερά). Οι θερμοκρασίες στην κορόνα ξεπερνούν τους 1 000 000° K.

   Το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου είναι πολύ ισχυρό (σε σύγκριση με τα γήινα δεδομένα) και πολύ περίπλοκο. Η μαγνητόσφαιρα αυτή (που ονομάζεται και ηλιόσφαιρα) εκτείνεται πέρα από την τροχιά του Πλούτωνα.

   Εκτός από τη θερμότητα και το φως, ο Ήλιος εκπέμπει και ένα αραιό ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων (κυρίως ηλεκτρόνια και πρωτόνια), που ονομάζεται ηλιακός άνεμος. Διαδίδεται σε όλο το ηλιακό σύστημα με ταχύτητα 450 km/s. Ο ηλιακός άνεμος και τα σωματίδια πολύ υψηλότερης ενέργειας που εκπέμπονται μέσω των ηλιακών εκλάμψεων προκαλούν δραματικά φαινόμενα στη Γη, από προβλήματα στις ραδιοτηλεπικοινωνίες μέχρι το υπέροχο βόρειο σέλας.

   Τα τελευταία δεδομένα από το διαστημόπλοιο Ulysses δεικνύουν ότι, κατά την διάρκεια του κατώτερου σημείου στον 11ετή κύκλο των ηλιακών κηλίδων, ο ηλιακός άνεμος εκπέμπεται από τις πολικές περιοχές με σχεδόν διπλάσια ταχύτητα (750 km/s) από ό,τι σε χαμηλότερα πλάτη. Επίσης ο ηλιακός άνεμος που εκπέμπεται από τις πολικές περιοχές φαίνεται να έχει διαφορετική σύσταση. Όμως κατά τη διάρκεια του υψηλότερου σημείου του κύκλου, η ταχύτητά του πέφτει σε ενδιάμεσες τιμές.

   Ο ηλιακός άνεμος έχει μεγάλες επιδράσεις στην ουρά των κομητών και υπολογίσιμες επιπτώσεις στις τροχιές των διαστημοπλοίων.

   Πολλές φορές στα άκρα του Ήλιου παρατηρούνται εντυπωσιακές προεξοχές και βρόχοι (εικόνα αριστερά).

   Η παραγωγή ηλιακής ενέργειας δεν είναι τελείως σταθερή. Ούτε και η συνολική δραστηριότητα των ηλιακών κηλίδων. Υπήρξε μια μεγάλη περίοδος χαμηλής δραστηριότητας ηλιακών κηλίδων κατά το δεύτερο μισό του 17ου αιώνα (ονομάστηκε Maunder Minimum). Συνέπεσε με μια ασυνήθιστα ψυχρή περίοδο στη βόρεια Ευρώπη (μικρή εποχή των παγετώνων). Από τότε που σχηματίστηκε το ηλιακό σύστημα, η παραγωγή ενέργειας από τον Ήλιο έχει αυξηθεί περίπου κατά 40%.

   Ο Ήλιος έχει ηλικία 4,5 δισεκατομμύρια έτη περίπου. Μέχρι τώρα έχει αναλώσει σχεδόν το μισό υδρογόνο του πυρήνα του. Θα συνεχίζει να ακτινοβολεί "ειρηνικά" για άλλα 5 δισεκατομμύρια έτη περίπου (αν και η λαμπρότητά του σχεδόν θα έχει διπλασιαστεί έως τότε). Τελικά θα ξεμείνει από υδρογόνο. Τότε θα συμβούν ριζικές μεταβολές, συνήθεις για τα αστρικά δεδομένα. Το αποτέλεσμα θα είναι η ολική καταστροφή της Γης (και ίσως η δημιουργία ενός πλανητικού νεφελώματος).

Οι δορυφόροι του Ήλιου

            Απόσταση  Ακτίνα    Μάζα
Πλανήτης    (000 km)   (km)     (kg)   Ανακάλυψη  Έτος
---------  ---------  ------  -------  ---------  ----
Ερμής         57 910    2439  3.30e23
Αφροδίτη     108 200    6052  4.87e24
Γη           149 600    6378  5.98e24
Άρης         227 940    3397  6.42e23
Δίας         778 330   71492  1.90e27
Κρόνος     1 426 940   60268  5.69e26
Ουρανός    2 870 990   25559  8.69e25   Herschel  1781
Ποσειδών   4 497 070   24764  1.02e26   Galle     1846
Πλούτων    5 913 520    1160  1.31e22   Tombaugh  1930

SOHO - Solar & Heliospheric Observatory	STEREO - Solar Terrestrial Relations Observatory	TRACE - Transition Region & Coronal Explorer
Hinode - SOLAR-B	Ulysses - over the Sun’s poles	PICARD - Earth' climate and Sun variability relationship
SDO - Solar Dynamics Observatory	NASA Eclipse Web Site	Astronomy Picture of the Day