الشمس (رمزها ☉) هي النجم المركزي للمجموعة الشمسية.
وهي تقريباً كروية وتحوي بلازما حارة متشابكة مع الحقل المغناطيسي.
يبلغ قطرها حوالي 1,392,684 كيلومتر، وهو ما يعادل 109 أضعاف قطر الأرض ، وكتلتها 2×1030 كيلوغرام وهو ما يعادل 330,000 ضعف من كتلة الأرض مما يشكل نسبة 99,86 % من كتلة المجموعة الشمسية.

٢ تعريف الشمس:

الشمس هي إحدى نجوم مجرتنا - مجرة درب التبانة - التي تحوي نحو 200 مليار نجم تقريباً ، ومجرتنا نفسها تتبع مجموعة مجرات أخرى تسمى المجموعة المحلية ، ويبلغ الفضاء الكوني الذي تشغله تلك المجموعة كرة نصف قطرها نحو 10 ملايين سنة ضوئية (هذا بالمقارنة بسرعة الضوء الذي يصلنا من الشمس مستغرقا نحو 8 دقائق على الطريق). من الناحية الكيميائية يشكل الهيدروجين ثلاث أرباع مكونات الكتلة الشمسية، أما البقية فهي في معظمها هيليوم مع وجود نسبة 1,69% (تقريباً تعادل 5,628 من كتلة الأرض) من العناصر الأثقل متضمنة الأكسجين والكربون والنيون والحديد وعناصر أخرى. تنتمي الشمس وفق التصنيف النجمي على أساس الطبقات الطيفية إلى الفئة G2V./ويعرف بأنه قزم أصفر، لأن الأشعة المرئية تكون أكثر في الطيف الأصفر والأخضر./وتبدو من على سطح الكرة الأرضية ذات لون أصفر على الرغم من لونها الأبيض بسبب النشر الإشعاعي للسماء للون الأزرق. على أية حال وفق التصنيف النجمي، يشير الرمز G2 إلى درجة حرارة السطح والتي تصل تقريباً إلى 5778 كلفن، بينما يشير الرمز V إلى أن الشمس هي نجم من النسق الأساسي ./ويعتبره علماء الفلك بأنه نجم صغير وضئيل نسبياً، ويُعتقد أن الشمس ذات بريق أكثر من 85% من نجوم مجرة درب التبانة التي هي في معظمها أقزام حمراء./يبلغ القدر المطلق للشمس +4,83، وكنجم أقرب إلى الأرض فإن الشمس هي أكثر الأجرام لمعاناً في سماء الأرض مع قدر ظاهري −26,74. تتمدد هالة الشمس بشكل مستمر في الفضاء مشكلةً ما يعرف بالرياح الشمسية وهي عبارة عن جسيمات مشحونة تمتد حافة الغلاف الشمسي والتي تصل إلى حوالي 100 وحدة فلكية، ويمتلئ الوسط بين النجمي بالرياح الشمسية./يشكل الغلاف الشمسي أكبر بنية متصلة في المجموعة الشمسية. تتحرك الشمس في السحابة البين نجمية المحلية الواقعة في منطقة الفقاعة المحلية ضمن الحافة الداخلية لذراع الجبار أحد الأذرعة الحلزونية لمجرة درب التبانة. تحتل الشمس المرتبة الرابعة من حيث الكتلة ضمن الـخمسين نجم الأقرب إلى الأرض (نجوم تقع على مسافة 17 سنة ضوئية من الأرض)، في حين أن أقرب النجوم من الأرض بعد الشمس هو القنطور الأقرب الذي يقع على بعد 4,2 سنة ضوئية. يبعد مدار الشمس المجري عن مركز المجرة على بعد تقريبي يتراوح ما بين 24,000–26,000 سنة ضوئية، تكمل الشمس مدارها المجري أو السنة المجرية كما يظهر من القطب المجري الشمالي في حوالي 225–250 مليون سنة./بما أن المجرة تتحرك بشكل متناسب مع إشعاع الخلفية الكوني الميكرويفي بسرعة 550 كم/ساعة مما ينتج حركة للشمس بسرعة 370 كم/ساعة باتجاه كوكبة الأسد أو كوكبة الباطية. تبلغ متوسط مسافة الشمس عن الأرض حوالي 149,6 مليون كم (وحدة فلكية واحدة)، ويعتقد أن هذه المسافة تتغير بتحرك الأرض من الأوج إلى الحضيض./ينتقل الضوء عند هذه المسافة المتوسطة خلال 8 دقيقة و9 ثوان، تؤمن طاقة الأشعة الضوئية الشمسية المنتقلة إلى الأرض الحياة عليها من خلال تأمين عملية التمثيل الضوئي,[21] إضافة إلى تأمين مناخ وطقس الأرض، وقد عرفت آثار الشمس على الأرض في عصر ما قبل التاريخ، واعتبرت الشمس وفق بعض الثقافات كإله.[22] إن دوران اليوم الاقتراني للأرض ومدارها حول الشمس هما أساس التقويم الشمسي، حيث يعد التقويم السائد اليوم بجميع أنحاء العالم.[23] تطور الفهم العلمي للشمس بشكل بطيء، وحتى علماء القرن التاسع عشر كانت معارفهم حول التكوين المادي للشمس ومصدر طاقتها محدودة، ولا تزال هذه المعارف تتطور مع وجود بعض الحالات الشاذة في سلوك الشمس العصية على التفسير.[24]

٣ التسمية :

الإسم الصحيح باللغة العربية هو الشمس كما أخبرنا الله تعالى في كتابه الكريم (القرآن الكريم) حيث يقول الله تعالى {وَسَخَّرَ لَكُمُ اللَّيْلَ وَالْنَّهَارَ وَالشَّمْسَ وَالْقَمَرَ وَالْنُّجُومُ مُسَخَّرَاتٌ بِأَمْرِهِ إِنَّ فِي ذَلِكَ لَآيَاتٍ لِّقَوْمٍ يَعْقِلُونَ } سورة النحل الآية (12). أما بالنسبة للاسم الانجليزي الصحيح هو (Sun) تم تطويره من (sunne) وهي اللغة الإنجليزية القديمة وقد يكون متعلقًا بالجنوب./تظهر الكلمات المشابهة للشمس الإنجليزية بلغات الجرمانية الأخرى، بما في ذلك الفريزية القديمة كان يطلق عليها سون./الاسم اللاتيني للشمس، لا يستخدم عادة في اللغة الإنجليزية اليومية وتستخدم الشمس أيضًا من قبل علماء الفلك للإشارة إلى مدة اليوم الشمسي لكوكب، مثل المريخ.[25] الكلمة ذات الصلة بالطاقة الشمسية هي المصطلح المعتاد للصفة المستخدمة للشمس، من حيث اليوم الشمسي، الكسوف الشمسي، والنظام الشمسي.

٤ المميزات العامة:

تنتمي الشمس إلى نوع نجوم النسق الأساسي G, وتشكل كتلة الشمس حوالي 99,8632% من كتلة المجموعة الشمسية ككل./وشكلها تقريبا كروي كامل بحيث يختلف القطر عند القطب عن القطر عند خط الاستواء بعشرة كيلومتر فقط.[27] بما أن الشمس هي في حالة البلازما وليس في الحالة الصلبة فإنها تدور بسرعة أكبر عند خط الاستواء منه عند القطبين ويعرف هذا السلوك بالدوران التفاضلي، ويتسبب هذا بالحمل الحراري وتحرك الكتلة بسبب التدرج الكبير في درجات الحرارة من النواة إلى الخارج./تحمل هذه الكتلة جزءا من الزخم الزاوي بعكس جهة دوران عقارب الساعة لتظهر على أنها من القطب الشمالي لمسار الشمس، وهكذا يتم إعادة نوزيع السرعة الزاوية.[28] فترة الدوران الحقيقي للشمس تستغرق 25,6 يوم عند خط استوائه و33,5 يوم عند القطبين./بينما فترة الدوران الظاهري عند خط الاستواء 28 يوما.[29] إن تأثير قوة الطرد المركزي لهذا الدوران البطيء أقل 18 مليون ضعف من قوة الجذب السطحي عند خط الاستواء./كما أن تأثير قوة المد والجزر للكواكب ذات تأثير ضعيف جدا، لذلك ليس لها تأثير يذكر على شكل الشمس.[30] تعتبر الشمس نجما غني بالمعادن.[31] من الممكن أن تشكل الشمس قد تحفز نتيجة أمواج صدمية من مستعر أعظم أو أكثر كانا قريبين.[32] أقترح هذا النموذج بسبب وفرة المعادن الثقيلة في النظام الشمسي، مثل الذهب واليورانيوم، نسبة إلى توفر المعادن الثقيلة في نجوم أخرى./ويحتمل نشأة هذه العناصر من التحفيز الذري عن طريق امتصاص طاقة والذي يحدث أثناء انفجار مستعر أعظم، أو أثناء التحول النووي نتيجة امتصاص النيوترونات ضمن النجم الثانوي المولد.[31] لا تملك الشمس حدا واضحا مثل الكواكب الصخرية، وتتناقص كثافة الغازات في الأجزاء الخارجية للشمس كلما ابتعدنا عن النواة.[33] ومع ذلك فإن البنية الداخلية للشمس مميزة بوضوح كما سيوضح لاحقاً./يقاس نصف قطر الشمس بدءاً من مركز النواة إلى نهاية الغلاف الضوئي (الفوتوسفير) وهي طبقة أعلى من النواة تكون فيها الغازات باردة ورقيقة بحيث تشع كميات كبيرة من الضوء، لذلك يكون سطحها مرئيا بسهولة بالعين المجردة.[34] لا يمكن رؤية داخل الشمس بالعين، كما أن الشمس غير نفاذة للأشعة الكهرومغناطيسية./يتم دراسة التركيب الداخلي للشمس بشكل مشابه لدراسة التركيب الداخلي للأرض، ففي حالة الأرض يتم استخدام الموجات الزلزالية، بينما تعبر الأمواج الإنضغاطية في حالة الشمس عن التركيب الداخلي للشمس وتمكن من وضع تصور للبنية الداخلية لها.[35] كما تستخدم المحاكاة بالحاسوب كأسلوب نظري في دراسة الشمس واستكشاف الطبقات الداخلية.

٥ ضوء الشمس :

يعتبر ضوء الشمس المصدر الرئيسي للطاقة على الأرض./في حين أن المصدر الآخر للطاقة هو المواد الانشطارية في باطن الأرض، وهذه المواد الانشطارية هي مصدر الطاقة الحرارية الأرضية عن طريق حدوث تفاعلات نووية./يعرف الثابت الشمسي بأنه كمية الطاقة التي تأمنها الشمس بالنسبة لواحدة المساحة المعرضة مباشرة لضوء الشمس.[37] يعادل الثابت الشمسي لسطح على بعد وحدة فلكية واحدة (ما يعادل بعد الأرض عن الشمس) تقريباً 1368 واط/متر2[38] يساهم الغلاف الجوي الأرضي بتوهين ضوء الشمس وبالتالي فإن الطاقة الواصلة للشمس تكون قريبة من 1000 واط/متر2 وذلك بالظروف الطبيعة وعندما تكون الشمس بوضع سمت الرأس.[39] يمكن تسخير الطاقة الشمسية ي بعدة طرق طبيعية وصناعية./فعملية التمثيل الضوئي تلتقط الطاقة من ضوء الشمس وتحولها إلى طاقة كيميائية هي من العمليات التي تجري بشكل طبيعي على الأرض./يمكن استخدام طاقة ضوء الشمس لتوليد الطاقة الكهربائية عن طريق التسخين المباشر أو تحويل الضوء إلى كهرباء باستخدام الخلايا الشمسية.[40] كما أن الطاقة المخترنة في النفط وأنواع الوقود الأحفوري الأخرى كان مصدرها الأساسي هو تحول الطاقة الشمسية عن طريق التمثيل الضوئي في العصور القديمة او الماضي البعيد.

٦ الحقل المغناطيسي :

للشمس مجال مغناطيسي يتغير عبر سطح الشمس./مجاله القطبي هو 1-2 غاوس (0,0001-0,0002 طن)، في حين أن الحقل عادة 3000 غاوس (0,3 طن) في الملامح الموجودة على الشمس والتي تسمى البقع الشمسية و 10-100 غاوس (0,001-0,01 طن) في بروزات الطاقة الشمسية.[95] الشمس نجم نشط مغناطيسياً./فهي تدعم التغيرات القوية والتي تتنوع من عام إلى آخر، وتغير الأتجاه كل أحد عشر عاماً حول الذروة الشمسية.[96] يؤدي الحقل المغناطيسي الشمسي إلى تأثيرات عديدة تدعى بمجملها النشاط الشمسي من ضمنها البقع الشمسية على سطح الشمس والانفجارات الشمسية والتغيرات في الرياح الشمسية والتي تحمل المواد عبر المجموعة الشمسية.[97] يتضمن تأثير النشاط الشمسي على الأرض الشفق القطبي وتعطل الاتصالات اللا سلكية والطاقة الكهربائية، ويعتقد أن النشاط الشمسي يلعب دورا كبيرا في تشكل وتطور المجموعة الشمسية./كما يغير النشاط الشمسي تركيب الغلاف الجوي الأرضي الخارجي.[98] جميع المواد في الشمس تكون بالطور الغازي وبلازما نتيجة حرارة الشمس العالية./مما يجعل من السهل للشمس أن تدور أسرع عند خط الإستواء (حوالي 25 يوماً) منها في خطوط العرض الأعلى (حوالي 35 يوماً قرب القطبين)./ويسبب الدوران التفاضلي للشمس مع الارتفاع تشابك خطوط الحقل المغناطيسي مع بعضها البعض مما يسبب حلقات من الحقل المغناطيسي تنشأ من سطح الشمس وتؤدي إلى تشكلات هائلة من البقع الشمسية والتوهجات الشمسية./كما يسبب التشابك المغناطيسي هذا تأثير الدينامو الشمسي ودورة الأحد عشر عاماً للنشاط المغناطيسي الشمسي، حيث يعكس الحقل المغناطيسي الشمسي نفسه كل أحد عشر عاماً.[99][100] تحمل الرياح الشمسية الممغنطة الحقل المغناطيسي الشمسي معها مشكلة ما يعرف باسم الحقل المغناطيسي البين كوكبي.[88] وبما أن البلازما يمكنها أن تنتقل على طول خطوط الحقل المغناطيسي، يمتد الحقل المغناطيسي البين كوكبي بشكل قطري من الشمس، لأن الحقل المغناطيسي فوق وتحت خط الاستواء له نقاط قطبية مختلفة في الاتجاه أو بعيداً عن الشمس، وتوجد طبقة رقيقة من التيار الكهربائي عند مستوي خط الإستواء الشمسي، والتي تدعى تيار الغلاف الشمسي الدوري.[88] يشابك دوران الشمس الحقل المغناطيسي والتيار الدوري على مسافة بعيدة على شكل حلزون أرخميدس مشكلةً بنية تدعى حلزون باركر.[88] الحقل المغناطيسي بين كوكبين أقوى بكثير من الحقل المغناطيسي الثنائي للشمس./ويتراوح قوة الحقل المغناطيسي الثنائي للشمس ما بين 50-400 ميكرو تسلا (عند الغلاف الضوئي) ويتناقص بنسبة عكسية مع مكعب المسافة ليصل إلى 0,1 نانو تسلا على مسافة تساوي بعد الأرض./في حين وحسب قياسات المسبارات الفضائية يكون الحقل المغناطيسي البين كوكبي على بعد الأرض يساوي 5 نانو تسلا.[101]

٧ الدورات الشمسية :

عادةً عند رصد الشمس مع فلترة مناسبة، فإن البقع الشمسية من الملامح التي ترى بسرعة، والتي تعرف بأنها منطقة من سطح الشمس تبدو أغمق من محيطها بسبب درجة حرارتها المنخفضة./تكون البقع الشمسية منطقة ذات نشاط مغناطيسي شديد حيث يثبط النقل الحراري بالحمل بسبب الحقل المغناطيسي الشديد، مما يقلل من انتقال الطاقة من المناطق الأكثر حرارة./يسبب الحقل المغناطيسي تسخي كبير في الهالة، مما ينتج عنه مناطق تكون مصادر لوهج شمسي شديد والانبعاث الكتلي الإكليلي./قد يبلغ مقطع بعض البقع الشمسية عشرات ألاف الكيلومترات.[102] عدد البقع الشمسية المرئية على الشمس غير ثابت، لكنه يتغير كل دورة مؤلفة من أحد عشر عاماً./في ادنى الدورة الشمسية عدد قليل من البقع يمكن رؤويته وأحياناً لا يمكن رؤوية أي بقعة ويكون أغلبها عند خطوط العرض العليا./مع تقدم الدورة الشمسية يزداد عدد البقع الشمسية وتتحرك نحو خط الإستواء، هذه الظاهرة توصف بواسطة قانون سبورير./عادةً ماتنشأ البقع الشمسية بين زوجين من الأقطاب المغناطيسية./تتبدل الأقطاب المغناطيسية كل دورة شمسية، بذلك كل قطب مغناطيسي شمالي في دورة يتحول إلى قطب جنوبي في الدورة التالية.[103] تأثر الدورة الشمسية بشكل كبير على مناخ الفضاء، إضافة إلى تأثيرها الكبير على مناخ الأرض حيث أنه لضياء الشمس علاقة كبيرة مع النشاط المغناطيسي./يميل النشاط الشمسي عند أدنى الدورة إلى أن يكون مرتبط مع درجات الحرارة الأخفض، في حين أكثر من متوسط الدورة يرتبط بدرجات الحرارة الأعلى.[104] في القرن السابع عشر بدت أن الدورة الشمسية قد توقفت لعدة عقود فعدد قليل من البقع لوحظ خلال هذه الفترة مما أدى إلى نشوء ماعرف بالعصر الجليدي الصغير، فشهدت أوروبا درجات الحرارة الباردة على نحو غير عادي.[105] وقد تم اكتشاف الحرارة الدنيا من خلال تحليل حلقات جذوع الأشجار ويبدو أن تزامنت مع أقل من متوسط درجات الحرارة العالمية[106]

٨ احتمالية الدورة طويلة الأمد:

توجد نظرية تدعي أن هناك عدم استقرار مغناطيسي في نواة الشمس تسبب تقلبات مع فترات طويلة من السنوات تتراوح 41000 إلى 1000000 سنة./يمكن لهذه النظرية توفر أفضل تفسير العصور الجليدية من دورات ميلانكوفيتش.[107][108]

٩ نظام الكواكب :

الشمس لديها ثمانية كواكب معروفة./ويشمل ذلك أربعة كواكب أرضية وهي:/ عطارد الزهرة الأرض المريخ وكوكبين عملاقيين غازيين (كوكب المشتري وزحل) وكوكبين عملاقيين جليديين (أورانوس ونبتون).[218] يحتوي النظام الشمسي أيضًا على خمسة كواكب من نوع قزم على الأقل وحزام كويكب والعديد من المذنبات وعدد كبير من الأجسام الجليدية التي تقع خارج مدار نبتون.[219]

٪ شمس كاذبة:

الشموس الكاذبة هي ظاهرة بصرية متعلقة بالغلاف الجوي تتمثل في ظهور لشموس زائفة.[237][238][239] تحدث هذه الظاهرة عندما تنعكس أشعة الشمس على البلورات الثلجية المُحمَّلة في السحاب.[240]

٫ أشعة الشمس :

أشعة الشمس أو الأشعة الشمسية أو ضوء الشمس هو عبارة عن مجموع من الموجات الكهرومغناطيسية، يمكن للإنسان رؤية جزء منها يسمى ضوء مرئي وبقيتة لا يري بالعين المجردة.[248] تتميز الأشعة المرئية من طيف الشمس بأنها تتكون من أشعة لونية من الأحمر إلى البنفسجي وهي ألوان قوس قزح[249]. الأشعة الشمسية تحمل طاقة وتختلف طاقتها بحسب طول موجتها، فكلما زادت موجة الضوء كلما انخفضت طاقته./معنى ذلك ان الأشعة فوق البنفسجية طاقتها عالية نسبيا، ولذلك فهي ضارة لجلد الإنسان إذا تعرض إليها طويلا.[250] تسقط أشعة الشمس على الأرض بعد مرورها خلال الغلاف الجوي للأرض./ويقوم الغلاف الجوي للأرض بامتصاص بعضها فلا يصل إلينا.[251]