בנוסף להיותו המקור המרכזי לאור וחום במערכת השמש שלנו, השמש הייתה גם מקור להשראה היסטורית, דתית ומדעית. בגלל התפקיד החשוב שמש משמשת בחיינו, הוא נחקר יותר מכל אובייקט אחר ביקום, מחוץ לכוכב הלכת שלנו. כיום, פיסיקאים סולאריים מתעמקים במבנה ופעילותו כדי להבין יותר כיצד היא וכוכבים אחרים עובדים.
מנקודת התצפית שלנו כאן על כדור הארץ, השמש נראית כמו כדור אור צהוב-לבן בשמיים. הוא שוכן כ -150 מיליון ק"מ מכדור הארץ, בחלק מהגלקסיה של שביל החלב הנקרא זרוע אוריון.
כוח הכבידה הוא הכוח השומר על כוכבי הלכת במסלול השמש במערכת השמש. כוח הכבידה של פני השמש הוא 274.0 מ '/ ש 2. לשם השוואה, משיכת הכבידה של כדור הארץ היא 9.8 מ / ש2. אנשים הרוכבים על רקטה בסמוך לפני השטח של השמש ומנסים להימלט מהמשיכה הכבידה שלה יצטרכו להאיץ במהירות של 2,223,720 קמ"ש כדי להתרחק. זה כל כך אני חזק כוח משיכה!
השמש פולטת גם זרם קבוע של חלקיקים המכונה "רוח השמש" המרחץ את כל כוכבי הלכת בקרינה. רוח זו היא חיבור בלתי נראה בין השמש לכל העצמים במערכת השמש, ומניע שינויים עונתיים. על כדור הארץ, רוח שמש זו משפיעה גם על זרמים באוקיאנוס, מזג האוויר היומיומי שלנו, והאקלים שלנו לטווח הארוך.
השמש מסיבית. בנפח, הוא מכיל את רוב המסה במערכת השמש - יותר מ- 99.8% מכל מסת הכוכבים, הירחים, הטבעות, האסטרואידים והשביטים, יחד. הוא גם גדול למדי, ונמדד 4,379,000 ק"מ סביב קו המשווה שלו. יותר מ -1,300,000 אדמות יתאימו לתוכה.
השמש היא תחום של גז סופר מחומם. החומר שלו מחולק למספר שכבות, כמעט כמו בצל בוער. הנה מה שקורה בשמש מבפנים החוצה.
ראשית, אנרגיה מופקת במרכז, המכונה הליבה. שם, נתיכים מימן ליצירת הליום. תהליך ההיתוך יוצר אור וחום. הליבה מחוממת ליותר מ -15 מיליון מעלות מההיתוך וגם על ידי הלחץ הגבוה להפליא מהשכבות שמעליו. כוח המשיכה של השמש עצמו מאזן את הלחץ מהחום בליבתו, ושומר עליו בצורה כדורית.
מעל הגלעין שוכנים אזורי הקרינה וההשתכפות. שם הטמפרטורות קרירות יותר, סביב 7,000 K עד 8,000 K. דרושים כמה מאות אלפי שנים עד שפוטונים של אור בורחים מהליבה הצפופה ומטיילים באזורים אלה. בסופו של דבר הם מגיעים לפני השטח, המכונים פוטוספרה.
פוטוספרה זו היא השכבה הנראית בעובי של 500 ק''מ ממנה רוב הבריחה ואור השמש בורחים לבסוף. זוהי גם נקודת המוצא לכתמי שמש. מעל הפוטוספרה שוכנת הכרומוספרה ("תחום הצבע") שניתן לראות בקצרה במהלך ליקוי חמה מוחלט כשפה אדמדמה. הטמפרטורה עולה בהתמדה עם גובה של עד 50,000 K, ואילו הצפיפות יורדת פי 100,000 מאשר בפוטוספרה.
מעל הכרומוספרה נמצאת הקורונה. זו האווירה החיצונית של השמש. זהו האזור בו רוח השמש יוצאת מהשמש וחוצה את מערכת השמש. הקורונה חמה במיוחד, כלפי מעלה של מיליוני מעלות קלווין. עד לא מזמן, פיזיקאים סולאריים לא ממש הבינו איך הקורונה יכולה להיות כל כך חמה. מסתבר שמיליוני התלקחויות קטנטנות, נקרא nanoflares, עשוי לשחק תפקיד בחימום הקורונה.
בהשוואה לכוכבים אחרים, אסטרונומים רואים בכוכבנו גמד צהוב והם מתייחסים אליו כאל סוג ספקטרלי G2 V. גודלו קטן מכוכבים רבים בגלקסיה. גילה של 4.6 מיליארד שנים הופך אותו לכוכב בגיל העמידה. בעוד שכוכבים ישנים כמעט כמו היקום, בערך 13.7 מיליארד שנה, השמש היא כוכבת דור שני, כלומר היא התגבשה היטב לאחר שנולד דור הכוכבים הראשון. חלק מהחומרים שלו הגיעו מכוכבים שעכשיו כבר לא מזמן.
השמש נוצרה בענן של גז ואבק החל לפני כ -4.5 מיליארד שנה. הוא החל לזרוח ברגע שהליבה שלו התחילה למזג מימן ליצירת הליום. זה ימשיך בתהליך האיחוי הזה עוד חמישה מיליארד שנים בערך. ואז, כשנגמר לו המימן, הוא יתחיל למזג הליום. בשלב זה, השמש תעבור שינוי קיצוני. האטמוספירה החיצונית שלו תתרחב, מה שכנראה יביא להרס מוחלט של כדור הארץ. בסופו של דבר, השמש הגוססת תתכווץ ותהפוך לגמד לבן, ומה שנותר מהאטמוספרה החיצונית שלו עשוי להתפוצץ לחלל בענן בצורת טבעת משהו המכונה ערפילית פלנטרית.
מדעני השמש חוקרים את השמש עם מצפים רבים ושונים, הן על הקרקע והן בחלל. הם עוקבים אחר שינויים במשטחיו, תנועות כתמי שמש, שדות מגנטיים המשתנים ללא הרף, התלקחויות והזרקות המסה העטרה, ומודדים את חוזק רוח השמש.
הטלסקופים הסולאריים הידועים ביותר היבשתיים הם המצפה השבדי בגובה 1 מטר על לה פלמה (האיים הקנריים), הר מצפה הכוכבים וילסון בקליפורניה, זוג מצפי שמש על טנריף באיים הקנריים ואחרים סביב עולם.
טלסקופים מקיפים מקנים להם נוף מחוץ לאווירה שלנו. הם מספקים תצפיות מתמדות על השמש ועל פני השטח המשתנים ללא הרף. כמה ממשימות השמש הידועות ביותר מבוססות חלל כוללות SOHO, ה-מצפה הכוכבים של השמש (SDO), וה תאומים STEREO חללית.