Egy forró téma – a Nap (III. rész)6 perc


A korai csillagászok valószínűleg beleszédülnének, ha láthatnák, hogy a színspektrum vizsgálatával rájöttünk, milyen anyagok vannak a Napban és, hogy megfejtettük a naprengések, a napkitörések és a sarki fény titkát.

De vajon mi volt ennek az áttörésnek a titka?

Létezik egy “elektrodinamika” névre hallgató ágazata a fizikának, ami a 19. században robbanásszerű fejlődésnek indult: kiderült, hogy a fény hullámtermészetű, és hogy a Napból érkező sárgásfehér színű fény valójában nem más, mint nagyon-nagyon sok, más-más színű (vagy precízebben: hullámhosszúságú) sugár együttese.

Megfelelő eszköz segítségével a fénynyaláb szétbontható színeire: ezt hívjuk a Nap spektrumának, egyébként az eső után látható szivárvány is spektrum: itt a vízcseppek jelentik a felbontókészüléket.

A szemfüles megfigyelő azt is észreveszi, hogy ebben a szivárványszínű képben sötét vonalak találhatók. Eleinte egyáltalán nem volt érthető, hogy ezek mit keresnek ott, de aztán világossá vált, hogy a vonalak aprólékos elemzése alapján kitalálható, hogy milyen anyagokból áll a Nap – ebből derült ki, hogy főleg hidrogénből és héliumból, de kisebb arányban a periódusos rendszer nagyon sok más egyéb elemét is tartalmazza.

Adódik a gondolat, hogyha egyszer sikerült a Napról megállapítani, pusztán a fénye segítségével, hogy mik az alkotóelemei, akkor miért ne tehetnénk meg ugyanezt a többi csillaggal.

Az ötletet megvalósítás követte, így hamar kiderült, hogy az éjszakai ég pontszerű lámpásai valóban ugyanolyanok – összetételüket tekintve –, mint a mi csillagunk. További érdekesség, hogy a színkép nem csupán a kémiai jellemzőkről árulkodik: segítségével példának okáért a csillagok hőmérséklete is könnyűszerrel mérhető.

Fényspektroszkópiai trükkökkel viszont kizárólag a naplégkör tanulmányozható: a foto- és a kromoszféra, illetve a napkorona. Csupán emlékeztetőül: előző cikkünkben részletesen ecseteltük a Nap belső tartományainak jellemzőit is: beszéltünk az energiatermelő magról, a fény számára csak igen lassan átjárható sugárzási zónáról, illetve szót ejtettünk a konvekcióról. Emellett arról is szó esett, hogy miért látjuk ugyanakkorának a Napot és a Holdat, és, hogy legforróbb égitestünk miből táplálkozik.

Milyen fogással sikerült megoldani a naplégkörön túli anyagok tanulmányozását?

A választ már az előző cikk zárszavában megadtuk: a naprengések segítségével. Gondoljunk bevezetésképpen egy igen könnyen elképzelhető fizikai helyzetre:

Kavicsot ejtünk egy tükörsima felszínű vízfelületre. A behullott kődarab zavart kelt a vízben, amely aztán hullámszerűen (vízgyűrűk formájában) szétterjed. Valami egészen hasonló dolog zajlik a Nap belsejében is.

Az ott zajló áramlások természetesen nem szép egyenletesek, kisebb, véletlenszerű zavarok fordulhatnak elő bennük, amely piciny instabilitások aztán hullámjelleggel terjedni kezdenek a Napban. Ezek a hullámok a felszínre is eljutnak, ahol érzékeny műszereinkkel érzékelhetővé válnak: ismerve irányukat és nagyságukat, következtetni tudunk azon rétegek tulajdonságaira (például a közeget alkotó részecskék átlagos tömegére), amelyeken keresztülhaladtak. A Nap gyomrának letapogatásában tehát a naprengések segítenek bennünket.

Ezt olvastad már?  Gyógyít, fejleszt, elkápráztat – a fizika alkalmazásai

A Nap mágneses mezője és a sarki fény titka

Súlyos hiányosság volna anélkül lezárnunk a Napról szóló átfogó ismertetőt, hogy szót ne ejtenénk az ottani körülmények egyik legfontosabb alkotójáról: a mágneses mezőről. A Nap anyaga annyira forró, hogy a benne lévő atomok jelentős részéről leszakadnak az elektronok, vagyis a napanyag elektromosan töltött (ezt hívjuk plazmának). Az áramló töltött gáz maga körül mágneses mezőt hoz létre, amiből az következik, hogy a Napnak rendkívül viharos, folyamatosan változó mágneses tere van (ez okozza például a felszínén alkalmanként megjelenő napfoltokat is).

Ennek a bizonyos térnek a heves átalakulása eredményezi azt, hogy a Nap időnként kitör, “plazmafröccsöt” lőve ki a bolygóközi térbe és a Föld légkörébe bekerülő töltött részecskék eredményezik a sarki fényt.

A dolog azonban nem mindig a gondtalan esztétikumról szól: a földkörüli pályán keringő műholdak elektronikai berendezéseire akalmasint igen súlyos hatással lehet egy-egy ilyen esemény, így az utóbbi évek egyik legdinamikusabban fejlődő területe az űridőjárás, vagyis annak előrejelzése, hogy mikor várható nagy napkitörés. Az ágazat egyelőre messze lemarad megbízhatóságban a földi légkört vizsgáló meteorológia mögött.

A Nap tehát egy rendkívül összetett rendszer, reméljük, hogy sikerült számotokra hasznos bevezetőt nyújtani róla. Első cikkünkben a Napot, mint nukleáris reaktort írtuk le, később a napfoltok, napkitörések és naprengések jelenségeiről ejtettünk szót. Jóllehet számtalan dolgot fölfedeztünk már róla, de a rejtélyek száma még ma is zavaróan nagy.

A jelenlegi modelljeink szerint azonban még bőven van időnk földeríteni titkait: nukleáris üzemanyaga még ötmilliárd évre elegendő, drámai átalakulásra – a csillag-haláltusa fázisaira – csak azt követően számíthatunk.

És hogy milyen lépcsőfokai vannak a csillagok kihunyásának? Erről talán egy másik cikksorozatban…

Kép forrása: workingwithwaves.com

Deme Barnabás

Az Eötvös Loránd Tudományegyetem negyedéves csillagász hallgatója, emellett a Szent Ignác Jezsuita Szakkollégium lakója vagyok.


Szólj hozzá elsőként!

Válasz írása

Az email címed nem lesz látható.