Astronomická společnost Chomutov
další články 
+ 
kosmologie
přidáno 21.06.2021
Co se děje ve Slunci
Jak fungují hvězdy? Odkud bere hvězda všechnu tu energii? Jak vytváří hvězda všechno světlo, které neustále vyzařuje? Vzniká tam, kde jej vidíme ... na povrchu hvězdy, anebo někde úplně jinde? Jak se světlo tvoří?
V 19. století se lidi začali teprve ptát "Jak dlouho už žije naše Slunce?". Vědci začali zkoumat stáří hor a údolí na zemi, jak se tvořily a zjistili, že všechny tyhle procesy potřebují mnoho, mnoho času, miliony neřkuli miliardy let. Takže i Slunce musí být nejmíň takhle staré.
A fyzikové? Ti tenkrát tyhle odhady nemohli potvrdit. Už tenkrát se sice vědělo, že Slunce je plynová, žhavá koule. A pomocí spektrografu byly známy i fyzikální vlastnosti. Vědělo se které prvky Slunce obsahuje a i kolik energie má k dispozici. Že přitažlivost tlačí na vnitřní jádro,z čehož vyplývá její teplota. Proto Slunce září. Ale z toho všeho ještě nemohli určit stáří.
Dnes to můžeme, protože jsme změřili částice, které se tatřka nedají změřit. Neutrina. Pocházejí z nejhlubšího nitra hvězdného jádra. V tomto okamžiku, co čtěte tyto řádky, vámi prochází každým čtverečním centimetrem vašeho těla neskutečné množství (miliardy miliard) neutrin. Vy ovšem necítíte vůbec nic. Tyhle neutrina jsou totiž částice, co tatřka s ničím nereagují. Skrz jadernou fůzi hvězdy se uvolňuje ohromné množství energie ... a také množství a množství neutrin.
S objevením neutrin se potvrdila teorie o jaderné fůzi ve Slunci. Přinejmenším se potvrdilo, že tahle teorie není chybná (false). Jak víte přírodovědci nemohou nic přímo "dokázat". Ale můžou přezkoušet (vyloučit), jestli není něco špatně (falzifikovat). Čím více se teorie potvrdí experimenty a pozorováním, tím více se přiblížíme k pravdě. Jestli je to ale opravdu pravdou, nemůžeme nikdy s jistotou říct. Co můžeme říct je,"Není to špatně". A od té doby, co jsme vypozorovali neutrina ze středu Slunce, víme, že naše představy o jaderných fyzikálních proceses v nitru hvězdy zřejmě nemohou být postaveny na hlavu.
Neutrina přicházejí přímo ze středu Slunce bez jakékoliv mezitímní reakce. Naproti tomu světlo, co si myslíte, že prodělalo na své cestě z centra Slunce? To je na cestě ven více než 100 000 let. Pouze neutrina nemají žádné elektromagnetické reakce a proto opouštěji Slunce tatřka okamžitě.
Žádné záření vzniklé při jaderné fůzi nemůžeme přímo spatřit. V cestě stojí totiž velice hustý plyn, z kterého je hvězda tvořena. A protože má Slunce v průměru cirka 700 000 kilometrů (obletět Slunce Boeningem 747 by trvalo dva až tři měsíce) je toho plynu opravdu požehnaně. Světlo (záření) se neustále sráží například s volnými elektrony. Takže fotony mění stále směr a naráží a naráží ... a z centra hvězdy na povrch prorazí až za vícero statisíců let. Pak teprve "vidíme" světlo i my (lépe řečeno my ho uvidíme až za 8 minut po té ... che che che).
Hvězda má svůj zdroj energie ve spojení (ztavení) atomových jader při své fúzi. Při tom se uvolňuje energie. A při téhle fúzi se uvolňuje vedle energie ve formě elektromagnetckého záření také neutrina. Ztavení atomových jader znamená ve vesmíru zprvu spojení vodíku, protože vodík je nejčastější element ve vesmíru. Ztavení dvou vodíkových jader na isotop vodíku,deuterium, není tak snadné, vždyť se kladné jádra odpuzují. A to tím víc, čím jsou si blíže. Uvnitř hvězdy musí proto vládnout obrovský tlak, aby se dva kladné jaderné náboje přiblížily natolik, a aby mohla začít působit silná jaderná síla. Ta pracuje jako chapadla. Jakmile se ocitnou atomová jádra v dosahu působení ... cak ...přitáhne jádra k sobě. Pak se stane něco neuvěřitlného. V děsně krátkém okamžiku jsou dva protony pohromadě a jeden z nich se promění skrz slabou jadernou sílu v neutron. Sloučením dvou isotopů vodíku vzniká helium - dva protony a dva neutrony. A tyhle čtyři prvky v heliu jsou dohromady lehčí, než ty čtyři prvky, které to všechno spolu postavily. 1 + 1 + 1 + 1 není v jaderné fyzice vždycky čtyři. Uvolní se totiž energie svazku. Ztráta energie, která se tady říká energetická ztráta hmoty, (Einstein pozdravuje - E=mc2), je to, co můžeme skutečně na povrchu Slunce spatřit.
Slunce se stává fůzí vodíku stále lehčí. Každou vteřinu ztrácí čtyři miliony tun. Neuvěřitelně mnoho z toho promění přímo v záření. Když se srazí fotony (částice světla) s elektrony, ztratí tím nárazem něco ze své energie, naproti tomu elektrony energii získají. Tímto způsobem roste tlak záření směrem ven. Ten působí proti přitažlivosti (která působí dovnitř). Takže jsou tlaky, co působí směrem ven, vyvážené s tlakem přitažlivosti.
Slunce žije tak dlouho (4 miliardy let), protože je fůze uvnitř naší hvězdy velice málo účinná. Pouze jedna srážka z trilionů srážek vede k opravdovému sloučení (ztavením). Proto je životnost našeho Slunce tak dlouhá. A "žít" bude dohromady deset miliard let. Je to dáno velikostí Slunce. Hvězdy, co jsou mnohem větší, žijí "jen" pár stovek milonu let. Větší hvězda vyvíjí i větší tlak a srážky jsou mnohem častější. Díky délce života našeho Slunce, díky malé účinnosti fůze uvnitř této hvězdy měla třetí planeta v její soustavě dost času, aby se mohly vytvořit podmínky pro vznik života na této planetě. Jen díky tomu, že je naše Slunce "obyčejné" a že se ve sluneční soustavě během pár miliard let nic zvláštního nestalo můžeme si dneska o tomhle všem popovídat a podiskutovat.
Zdroj: "Universum für Neugierige" Harald Lesch 2017