خورشید واقعا چه رنگی است؟

تمام خورشید و همه لایه‌های آن در حال درخشیدن هستند. رنگ خورشید طیفی از رنگ‌هایی‌ست که در نور خورشید وجود دارد و ناشی از فعل و انفعالات پیچیده در تمام قسمت‌های خورشید است

اگر به گذشته و دوران مکتب برگردید، آن زمانی که معلمتان با تاباندن نور به یک منشور، یک رنگین کمان مصنوعی ایجاد می‌کرد، احتمالاً متوجه می‌شوید که پاسخ این پرسش را از قبل می‌دانید.
کریستوفر برد، استادیار فیزیک دانشگاه West Texas A & M می‌گوید: «تمام خورشید و همه لایه‌های آن در حال درخشیدن هستند. رنگ خورشید طیفی از رنگ‌هایی‌ست که در نور خورشید وجود دارد و ناشی از فعل و انفعالات پیچیده در تمام قسمت‌های خورشید است».
بنابراین، برای فهمیدن رنگ خورشید ما نیاز داریم که پرتو‌های خورشید را اینجا روی زمین، کالبدشکافی و اندازه گیری کنیم. راه‌های معدودی برای انجام این کار وجود دارد و این روش‌ها روش‌های فنی و پیچیده‌ای نیستند. در واقع بیشتر کودکان احتمالاً انواعی از این آزمایش را انجام داده‌اند. محتوای رنگ یک پرتو نور به آسانی با تاباندن آن پرتو به یک منشور قابل تشخیص است. این شی ساده، ارزان و کوچک، پرتو نور را به رنگ‌های خالص تشکیل دهنده آن تجزیه می‌کند. هر رنگ خالص دارای یک فرکانس مشخص است. به همین دلیل است که دانشمندان از کلمات «رنگ» و «فرکانس» به جای هم استفاده می‌کنند. زیرا یک موج نور رنگی با فرکانسش تعریف می‌شود.
در نور مرئی، قرمز/سرخ کمترین فرکانس و بنفش بیشترین فرکانس را دارد. دامنه رنگ‌ها یا فرکانس‌ها در یک پرتو نور، طیف نامیده می‌شود. زمانی که پرتو‌های خورشیدی را به سمت یک منشور هدایت می‌کنیم، می‌بینیم که تمام رنگ‌های رنگین کمان از سمت دیگر منشور خارج می‌شوند.
این بدان معناست که ما تمام رنگ‌هایی را که برای چشم انسان قابل مشاهده است می‌بینیم؛ بنابراین رنگ خورشید سفید است. زیرا سفید از همه این رنگ‌ها ساخته شده است. یک روش کمی پیچیده‌تر برای انجام این کار استفاده از یک دوربین است که اندازه‌گیری کمی روشنایی نور در پیکسل‌های مختلف را انجام داده و بنابراین راهی در اختیار ما می‌گذارد که روشنایی فرکانس‌های مختلف طیف خورشیدی را بررسی کنیم.

فرکانس مشخص همواره روشن‌تر از بقیه باشد، می‌توانیم نتیجه بگیریم که خورشید تقریباً به آن رنگ است، اما اینطور نیست. زمانی که این کار را می‌کنیم به صورت کمی در می‌یابیم که تمام آن رنگ‌های مرئی در نور خورشید در اندازه‌های تقریباً یکسان وجود دارند. اگر بخواهیم دقیق‌تر بگوییم، این فرکانس‌ها دقیقاً به یک اندازه نیستند، اما تفاوت آن‌ها قابل توجه نیست. یعنی اجزای رنگ نور خورشید به قدر کافی نزدیک به یکدیگر هستند که درست‌تر این است که بگوییم خورشید، به جای زرد یا نارنجی یا هر رنگ خالص و منفرد دیگری، سفید است؛ بنابراین خورشید سفید است. اما چرا خورشید در آسمان به رنگ زرد و هنگام طلوع و غروب نارنجی یا قرمز دیده می‌شود؟
همانطور که گفته شد نور خورشید متشکل از تمام نور‌های قابل مشاهده برای چشم انسان یعنی قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش است. جو زمین پس از دریافت نور خورشید، نور‌هایی با فرکانس بیشتر یا طول موج کمتر، یعنی آبی، نیلی و بنفش را پراکنده می‌کند که این پدیده با عنوان پراکندگی رایلی شناخته می‌شود. در حالی که جو زمین نور‌هایی با طول موج کمتر را پراکنده می‌کند، نور‌های زرد، قرمز و نارنجی را که طول موج بیشتری دارند، از خود عبور می‌دهد. این نور‌های عبور کرده از جو زمین، همان بخش‌هایی از نور خورشید هستند که به چشم ما رسیده و باعث می‌شوند خورشید به رنگ زرد دیده شود. همچنین دلیل این که خورشید هنگام طلوع و غروب قرمز است این است که در زمان طلوع و غروب، خورشید به افق نزدیکتر بوده و نور آن از میان لایه‌ ضخیمتری از جو زمین عبور می‌کند؛ بنابراین در این زمان، نور ناحیه آبی توسط جو زمین بیشتر پراکنده شده و میزان رنگ آبی در نوری که به چشم ما می‌رسد، کمتر شده و خورشید قرمز به نظر می‌رسد. حالا سوال دیگری به وجود می‌آید که چرا آسمان آبی رنگ است. پاسخ این پرسش را با استفاده از اطلاعات این پست و پراکندگی رایلی، شما به ما بگویید.
خورشید، مادربزرگ منظومه شمسی
خورشید ستاره‌ای است از ستارگان رشته اصلی که ۵ میلیارد سال از عمرش می‌گذرد. این ستاره کروی شکل بوده و عمدتاً از گاز‌های هایدروجن و هلیم تشکیل شده است. وسعت این ستاره ۱.۴ میلیون کیلومتر (۸۷۰۰۰۰ مایل) است. جرم این ستاره ۷ برابر جرم یک ستاره معمولی بوده و همچنین ۷۵۰ برابر جرم تمام سیاراتی است که به دورش می‌چرخند. در هسته خورشید، جرم توسط واکنش‌های هسته‌ای تبدیل به تشعشعات الکترومقناطیسی که نوعی انرژی هستند، می‌شود. این انرژی به سمت بیرون تابانده شده و باعث درخشنگی خورشید می‌گردد. سایر اجسام آسمانی موجود در منظومه شمسی که توسط جاذبه خورشید در مدارهای شان قرار گرفته‌اند نیز گرمای شان را از این انرژی می‌گیرند.

مواد تشکیل دهنده خورشید حالت گازی دارند، بنابراین خورشید محدوده دقیق و معینی نداشته و مواد اطراف آن بتدریج در فضا منتشر می‌شود. اما چنین به نظر می‌رسد که خورشید لبه تیزی داشته باشد، چرا که بیشتر نوری که به زمین می‌رسد از یک لایه که چند صد کیلومتر ضخامت دارد ساطع می‌شود. این لایه فوتوسفر نام داشته و به عنوان سطح خورشید شناخته شده است. بالای سطح خورشید، کروموسفر یا رنگین کره و هاله خورشیدی قرار دارند که با همدیگر جو خورشید را تشکیل می‌دهند.
مرکز خورشید مانند کوره‌ای هسته‌ای است با دمای ۱۵ میلیون درجه سانتیگراد (۲۷ میلیون درجه فارنهایت) که چگالی‌اش ۱۶۰ برابر آب می‌باشد. تحت چنین شرایطی هسته‌های اتم هایدروجن باهم ترکیب شده و تبدیل به هسته‌های هلیم می‌شوند. در این حین، ۰.۷ درصد جرم ترکیب شده، تبدیل به انرژی می‌شود. از ۵۹۰ میلیون تن هایدروجنی که در هر ثانیه در مرکز خورشید ترکیب می‌شود، ۳.۹ میلیون تن به انرژی تبدیل می‌شود. این سوخت هایدروجنی، تا ۵ میلیارد سال دیگر دوام خواهد داشت. مسیر نامنظم ۲ میلیون سال طول می‌کشد تا انرژی تولید شده در مرکز خورشید به سطح آن رسیده و بصورت نور و گرما تابش کند، سپس بعد از فقط ۸ دقیقه، این انرژی به زمین می‌رسد.
هنگامی که خورشید منبسط می‌شود تا تبدیل به یک غول سرخ شود، قطرش حدود ۱۵۰ برابر بزرگتر خواهد شد. گاز‌های منبسط شده و داغ، رنگ زرد و حرارت خود را از دست داده و قرمز رنگ و سرد خواهند شد. اما به خاطر بزرگتر شدن سطح خورشید، درخشندگی آن ۱۰۰۰ برابر افزایش یافته و نور بیشتری ساطع خواهد کرد.