SUN සූර්යයා

සූර්යයා

                       සූර්යයා යනු සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ ස්කන්ධය ,ශක්තිය නිෂ්පදනය යන කුමන ආකරකින් සැළකුවද ප්‍රදානතම වස්තුව වේ. මෙම සටහන තුලින් සුර්යයගේ අභ්‍යන්තර හා බාහිර ලක්ෂන කිහිපයක් පිළිබඳ දල  අදහසක් ලබාදීමට බලාපොරොත්තු වෙමි.
සුර්යයා ගෙ මුලිකතම ලක්ශන පිළිබඳ සැලකුවහොත් සුර්යයා ආසන්න ලෙස පරිපුර්ණ ගොලක් වන අතර විශ්කම්බය 1,392,648 Km  වේ. ස්කන්දය 2 x 10^30 kg වේ. එය මුළු සෞරග්‍රහ මණ්ගලයේ ස්කන්දයෙන් 99.86% කි. සුර්යයා ප්‍රධාන වශයෙන් හයිඩ්‍රජන් වලින් සැදී ඇති අතර හීලියම් ද ඔක්සිජන් , කාබන් , නියොන් හා යකඩ ද සුලු වශයෙන් පවතී.
හිරු නිර්මානයවූයේ සැලකෙන්නේ වසර බිලියන 4.5 කට පෙර විශාල අනුක වලාවකින් බවයි. ප්‍රධානම ලෙස ස්කන්දය මධ්‍යට කෙන්ද්‍ර ගතව ඇති අතර ඉතිරියෙන් සෞරග්‍රහ මන්ඩලයේ ඉතිරිය නිර්මනය වී ඇත.
හිරු වර්ණාවලිය යටතේ කොටස් කිරීමෙදී G2V යන කාන්ඩයට අයත් වන කහා වාමන තරකාවකි. මෙම නම ලැබිමට හේතුව වන්නේ පෘතිවියට වැටෙනා හිරුගෙ අලොකයේ වර්ණය කහ වර්ණය  කොටසට සන්ද්‍රගත වීමයි. G2 ( spectral class ) යන්නෙන් හිරුගේ මතුපිට උෂ්නත්වයද  V ( luminosity class )යන්නෙන් හිරු ප්‍රදාන අණුක්‍රමනයේ තරකාවක් බවද පෙන්වා දේ.හිරු ගේ සත්‍ය දීප්තිවිශාලනය + 4.83ක් ද දෘශ්‍ය දීප්තිවිශාලනය -26.74 ක් දවේ.  

සුර්යයා ගේ මූලික ලක්ෂණ


               හිරු කලින් සඳහන් කල පරිදි G පන්තියට අයත් ප්‍රධාන අණුක්‍රමනයේ තාරකාවකි. එමෙන් ම එය පරිපුර්න ගෝලකි . එනම් හිරුගේ ධ්‍රැවක විශ්කම්බය සමක විශ්කම්බයෙන් වෙනස් වන්නේ 10km කින් පමණි. හිරු සැදී අත්තේ අයණීකරනය වූ පරමාණු වලිනි. මෙම අයණීකරනය වූ පධාර්ත ප්ලස්මා ලෙස පොදුවේ හඳුන්වයි. හිරු ගේ මෙම ප්ලස්මා පදර්ථය නිසා හිරු සමකය අසන්නයේ වඩා වැඩි වේගයකින්ද ධ්‍රැව ආසන්නයේ දී අඩු වේගයකින්ද භ්‍රමණය වේ. මෙම සංසිද්දිය differential rotation  ලෙස හඳුන්වයි. සුර්යයා ට සමකය ආසන්නයේ දී භ්‍රමණය වීමට දින 26.5 ක් ද ධ්‍රැවක ආසන්නයේ දී දින 33.5 ද ගතවේ.
හිරු  population 1 (ලෝහ බහුලතාව ඉහල ) තාරකාවකි. එනම් හිරු යනු දෙවන පරම්පරාවේ තාරකාවක් විනාශ විමන් පසු එහි ඉතිරියෙන් නිර්මාණය වූ තාරකාවකි. සූර්යාගේ අභ්‍යන්තරය ප්‍රධාන ලෙස කොටස් 4 කට වෙන් කල හැක. එවානම්, 
              
                 1. හරය ( ගර්භය ) (Core) 
                 2. විකිරණ කලපය (Radiation zone)
                 3. සංවහන කලාපය ( Convection zone) 
                 4.ප්‍රකාශ ගොලය.  (Photo sphere)

            

              මෙම එක් එක් කලාප පිළිඹ්ඳ මුලික හැඳින්වීමක් වෙත යොමුවෙමු. 


හරය 
              
                හිරු ගේ හරය ලෙස සැළකෙන්නේ මධ්‍යයේ සිට අරයෙන් 20%-25% අතරට ඇතුලත්ව පවතින ගෝලාකර ප්‍රදේශයයි. මෙම කලාපය හිරු ගේ ඝනත්වයෙන් උපරිම වන කලාපය වන අතර එම අගය 150 g/cm^3 පමනවේ. එමෙන්ම ඉතා අදික උෂ්නත්වයකින් සමන්විත මෙම ප්‍රදේශයේ උෂ්ණත්වය හරය මධ්‍යයෙදී කෙල්වින් මිලියන 1.5 ක් පමණ වේ. SOHO මෙහෙයුම් වල කරන ලද ප්‍රයේශන වලින් පෙන්වාදී ඇත්තෙ හිරු ගේ වැඩිතම වේගයකින් භ්‍රමණය වන කලාපය එහි හරය බවයි. හිරු නිපදවන මුලු ශක්තියෙන් 99% ම පහේ නිපදවන්නෙ එහි හරය තුලයි. මෙම ශක්තිය නිපදවන ක්‍රියාවලිය න්‍යෂ්ඨික විලයන ප්‍රථික්‍රීයාවක් වන අතර එය P- P  දාම ප්‍රතික්‍රියාව ලෙස සලකයි.  මුළු ශක්තියෙන් 0.8% CNO ක්‍රියාවලිය හරහාද නිපදවේ. සුර්යයාගෙ සිදුවන සියලුම න්‍යෂ්ඨික ප්‍රතික්‍රියා අරයෙන් 30 % මායිම් වන ප්‍රදේශය තුලට පමණක් සිදුවේ. සෑම තත්පරයකදීම p-p දාම ප්‍රතික්‍රියා 9.2 x 10^37 ක් පමණ සිදුවේ. එනම් මෙම ප්‍රතික්‍රියාවක දී H පරමාණු 3.7x10^38 සෑම තත්පරයකදීම නිකුත්වේ ( 6.2 x 10^11 kg ). විලයන ප්‍රතික්‍රියාවකදී ස්කන්ධයේන් 0.7% ක ප්‍රමණයක් ශක්තිය බවට හරවයි. එනම් සෑම තත්පරයකදීම හිරු මෙට්‍රික් ටොන් 4.26 කට සමනුපතික ස්කන්ධයක් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කරයි. එනම් 3.9 x 10^26 W ශක්තියකි.

P-P chain

CNO Cycle 

                සුර්යයාගේ මධ්‍යයේ සිට හරයේ තැනින් තැනට ඇති දුරමත එහි එකක පරිමාවක් තුල නිපදවන ශක්තියද වෙනස් වීම සිදුවේ. සෛද්දාන්තික පදනම් මත සිට  කල ගණනය කිරීම් වලට අනුව සුර්යයගේ  මධ්‍යයේ ඒකක පරිමවක් තුල නිපදවන ශක්තිය 276 W බව ගණන් බලා ඇත.


විකිරණ කලාපය  

           
                හිරුගේ හරයේ පිටත සීමාවේ සිට සුර්යයාගේ අරයෙන් 0.7ක් දක්වා වූ කලාපය විකිරණ කලාපය ලෙස හදුන්වයි. මෙම කලාපයේ උෂ්ණත්වය හා ඝනත්වය අභ්‍යන්තර ශක්තිය විකිරණලෙස  පිටතට ගෙනයාමට තරම් ඉහල වේ.විකිරණ කලාපයේ උෂ්ණත්වය කෙල්වින් මිලියන 7 සිට කෙල්වින් මිලියන 2 දක්වා අරය වැඩිවීමත් සමග අඩු වන අතර ඝනත්වය 20gcm^-3 සිට 0.2gcm^-3 දක්වා අඩුවේ. 
                 විකිරණ කලාපය හා සංවහන කලාපය වෙන් කරනා වූ සීමාව ( transition layer) tachocline ලෙස හඳුන්වයි. සංවහන කලාපයේ භ්‍රමණ වෙනස්වීම( differential rotation ලෙස කලින් සඳහන් කල ඇති සංසිද්දිය ) හා විකිරණ කලාපයේ සිදුවන එකාකාර භ්‍රමණය මෙම කලාපය නිර්මණය කිරීම කෙරෙහි බලපා ඇත.විද්‍යාඥයින්  විශ්වස කරනා ආකරයට සුර්යයාගේ චුම්භක ක්ශේත්‍රය නිර්මණය වීම කෙරෙහි බලපා ඇත්තෙ මෙම කලාපයයි. 

සංවහන කලාපය ( Convection Zone )



                 සුර්යයාගේ මතුපිට පෘෂ්ඨයේ සිට 200,000 km දක්වා අභ්‍යන්තරයට විහිදෙන ප්‍රදෙශය සංවහන කලාපය ලෙස හදුන්වයි. මෙම කලාපයට මෙම නම ලැබී ඇත්තේ මෙම කලපය තුල තාප ( ශක්ති ) හුවමාරුව සිදුවන්නෙ සංවහන ධාර ( thermal columns) ලෙසයි. මෙම කලාපය තුල පවතින අඩු උෂ්ණත්වය හා අඩු ඝනත්වය තාපය විකිරණ ලෙස පිට කිරිමට ප්‍රමණවත් නොවීම නිසා මෙම කලාපය තුල ඇති පධාර්ත උණුසුම්ව ඉහලට ගමන් කොට නැවත සිසිල් වී පහලට පැමිණීම යන චක්‍රානුකූල ක්‍රියාවලිය තුලින් තාපය සුර්යයා මතුපිට ගෙන යයි. සංවහන කලාපයේ මතුපිට උෂ්ණත්වය සමන්‍යයෙන් කෙල්වින් 5700 ක් පමණ වේ. ක්‍රමයෙන් මතුපිටට ගමන් කිරීමෙදි ඝනත්වය ඝන මිටරයට ග්‍රැම් 0.2 දක්වා පහළ බසී.( එනම් පෘථිවි වායුගොලයේ ඝනත්වය මෙන් 60,000 කින් එකකි )සුර්යයා මතුපිට  solar granulation හා super granulation ඇතිවීම කෙරෙහි බලපා ඇත්තේ සංවහනධාරායි.

Solar granulation

             

                    විලන ප්‍රතික්‍රියාව නිසා හිරු ගේ අභ්‍යන්තරය තුල නිපදවෙන ශක්තිය සුර්යයා මතුපිටට පැමිණීමට වසර 10,000 ත් 170,000 අතර කාලයක් ගතවේ. නමුත් අලෝකයේ වේගයට වඩා අඩු වේගයකින් ගමන් ගන්නා නියුට්‍රිනො අංශුන් තත්පර 2.3 අතුලත මතුපිටට පැමිනේ . මෙම සංසිද්දිය පැහැදිලි කරනු ලබන්නේ මධ්‍යයෙන් නිකුත්වන පොටොන ඉතා කුඩා දුරක් තුල පරමානූ විශාල සංඛ්‍යවක් තුල ගැටී එවා තුලට අවෂෝශනය වෙමින්  ගමන් ගන්නා නිසා එම පොටෝන වල ගමන් මර්ගය වෙනස්වේ. මේ හේතුව නිසා පොටෝන වලට මතුපිටට පැමිණීමට ඉතා වැඩි කාලයක් ගතවේ. 

ප්‍රකාශ ගෝලය ( photo sphere )


                සුර්යයාගේ අපට පියවි ඇසෙන් නිරීක්ෂණය කල හැකි කලාපය ප්‍රකාශ ගොලය ලෙස හදුන්වයි. මෙම කලාපයේ ඉහල කොටසේ දී සුර්ය ශක්තිය අලෝකය ( විද්‍යුත් චුම්භක විකිරණ )ලෙස අවකාශයට නිදහස් වේ. මෙම කලාපය තුල H- අයන සංඛ්‍යය ඉතා අඩු නිසා පහසුවෙන් අලෝකයට චලනය වියහැක. ප්‍රකාශ ගෝලයට 10 km සිට 100 km දක්ව ඝනකමක් ඇත.ප්‍රකාශ ගොලයේ ඉහල කලාපය පහල කාලාපයට වඩා දීප්තියෙන් ( උණුසුමෙන් ) වැඩි වීම නිසා සුර්යයා ගේ ඡායාරුපයක් ගත්විට එහි තැටියේ මධ්‍ය කොටසේ දීප්තිය දාර වලට වඩා වැඩි ලෙස පෙනේ . මෙම සංසිද්දිය  limb darkening ලෙස හඳුන්වයි. ප්‍රකාශ ගොලයේ ඝනත්වය ඉතා අඩු අතර එක ඝන මිටරයක අංශු 10^23 ක් පමණ වේ. එමෙන්ම අඩු උෂ්ණත්වය නිසා එම කලාපයේ මුලද්‍රව්‍ය වලින් අයන ලෙස පවතින්නෙ 3% ක් පමණි. 
                
                 1868 දී Norman Lakyer හට Helium මුලද්‍රව්‍ය සොයා ගැනීමට හැකිවුයේ හිරුගේ ප්‍රකාශ ගෝලයේ පවතින He හි අවෂෝශන රේඛා මගිනි.


Atmosphere



                සුර්යයාගේ ප්‍රකාශ ගොලයට ඉහලින් පවතින ප්‍රදේශය සුර්ය වායුගෝලය ලෙස හදුන්වයි. මෙම කලාපය තවත් උප කොටස් 5 කට වෙන් කල හැක.


                            1. Temperature minimum  
                            2. වර්ණ ගෝලය ( Chromosphere )
                            3. Transition region  
                            4. කොරෝනාව (Corona) 
                            5. Helio sphere 


                මෙම කලාප අතුරින් Chromosphere, Transition region හා Coronaයන කලාප සුර්යයාගේ මතුපිට උෂ්ණත්වයට වඩා උෂ්ණත්වයෙන් ඉහල කලාපවේ. Helio sphere යන කලාපය ප්ලුටෝගේ කක්ශයෙන් ද එපිට වූ Helio pause යන සීමව දක්වා විහිදී පවතී. Helio pause යනු අප සෞරග්‍රහ මණ්ඩලය අන්තර්තාරීය වලාවෙන් වෙන් කරන සීමාවයි.

                සුර්යයාගේ පවතින උෂ්ණත්වයෙන් අඩුම කලාපය Temperature minimum ලෙස හදුන්වයි. මෙම කලාපය ප්‍රකශගොලයේ සිට  500 km පමණ ඉහලින් පවතින අතර අණුක ආකාරයෙන් CO හා ජලවෂ්ප පවතී. 

                Temperature minimum කලාපයට  ඉහලින් පවතින 2000 km පමණ පළල් කලාපය Chromosphere (වර්ණ ගෝලය )  ලෙස හදුන්වයි. මෙම කලාපය තුල අවෂොශන හා විමොචන රේඛා  විශාල වශයෙන් දැකිය හැක. වර්ණගෝලයේ උෂ්ණත්වය ඉහලට යාමත් සමගම වැඩිවන අතර කලාපයේ ඉහලදී උෂ්ණත්වය 20,000 K පමණවේ.
                 
                වර්ණගෝලයට ඉහලින් පවතින තුනී ( 200 kmපමණ ඝනකම් කලාපය ) transition region ලෙස හඳුන්වයි. වර්ණගෝලය හා කොරෝනාව අතර පවතින මෙම කලාපය තුලදී  උෂ්ණත්වය 20,000 k සිට ඉහලට යාමේදී 1,000,000 k දක්වා වැඩි වේ. මෙම කලාපය තුල හීලියම් පූර්ණලෙස අයණීකරනයවී පවතී. 

                 කොරොනාව සුර්යයාගෙන් බාහිරයට විහිදෙන ඉතා විශාලවූ කලාපයකි. කොරොනාව නොනවත්වාම සුර්ය සුළං ලෙස පිටතට විහිදුවමින්  විසිරීයයි. කොරොනාවේ පහළ කොටස සමන්‍යයෙන් ඝනත්වය ඝනමිටරයට අංශු 10^15 -10^16 ක් පමණ වන අතර කොරොනාවේ සාමන්‍ය උෂ්ණත්වය 1,000,000 k ත් 2,000,000 k ත් අතරවේ. උණුසුමෙන් ඉහලම ස්ථානවලදී එම අගය 8,000,000 k-20,000,000 k දක්වා ඉහල යයි.

                    
                 Heliosphere කලාපය පිරී ඇත්තේ සුර්ය සුළං ලෙස නිකුත්වන අයන වලිනි. මෙම කලපය 0.1 AUසිට සෞරග්‍රහ මණ්ගලයේ සීමව දක්වාම විහිදීපවතී. 



චුම්භක ක්ශෙත්‍රය  
         

                සුර්යයාගේ පවතින  සුර්ය ලප , සුර්ය ගිනිදළු වලට ප්‍රධානතම හේතුවවී ඇත්තෙ සුර්යයගේ පවතින චුම්භක ක්ෂෙත්‍රයයි. මෙම ක්ෂෙත්‍රයේ දිශාව වසරින් වසර වෙනස් වන අතර වසර 11 කට වරක් සම්පුර්ණයෙන්ම දිශාමරු වේ. පෘථිවියේ ඇති වන උත්තරාලෝක වලටද ප්‍රධානතම හේතුවවන්නේ සුර්යයාගේ චුම්භක ක්ශේත්‍රයයි. 
                    
                සුර්යයාගේ එක් එක් කලාපවල භ්‍රමණ වේග වෙනස් වීම සුර්යයාගේ චුම්භක ක්ශෙත්‍රය වසරින් වසර වෙනස් වීමට හේතුවේ. මෙම විකෘති වීම නිසා සමහර අවස්තා වලදී චුම්භක පුඩු සුර්යයාගේ මතුපිට පෘෂ්ඨයට තල්ලුවේ. මෙවැනි අවස්තා සුර්ය ලප හා සුර්ය ගිනිදළු ඇති වීම කෙරෙහි බලපායි.

            මෙම අවර්තිතව සිදුවන චුම්භක ක්ශෙත්‍ර වෙනස්වීම වසර 11 ක සුර්යචක්‍ර නිර්මනය වීම කෙරෙහි බලපයි. 

සුර්ය චක්‍ර හා සුර්ය ලප

                සුදුසු පෙරහන් හරහා සුර්යයා නිරික්ශනය කිරීමෙදී මුලින්ම දක්නට ලැබෙන්නේ සුර්ය ලපයි. සුර්ය ලපයක් යනු සුර්යයා මතුපිට පවතින කලුපැහැති උෂ්නත්වයෙන් අඩු ප්‍රදේශ වේ. සුර්යලපයක උෂ්නත්වය සුර්යයාගේ සමන්‍ය උෂ්ණත්වයට 1700 K පමණ අඩු වේ. මෙම ස්ථානවල උෂ්ණත්වය අඩු වෙන්නේ එම ස්ථන අශ්‍රිතව පවතින අධික චුම්භක ක්ශෙත්‍රය නිසා සංවහන ධාරා එම ස්තාන වලට ගමන් කොකිරීමයි. මෙම විශල චුම්භක තිව්‍රතාවෙන් වැඩි ස්ථන ඉන් ඉහලින් පිහිටම කොරොනාව තුල ක්‍රියාකාරී කලාප ( active region ) ඇති කරයි. මෙම ක්‍රියාකරී කලප නිසා  solar flares  හා coronal mass ejection ඇතිවේ. සුර්ය ලපයකට කිලොමීටර දහස් ගණනක විශ්කම්භයක් තිබිය හැක.    

                 සුර්යයා ගෙ දක්නට ලැබෙන සුර්යලප ගණන නියත නොවේ. වසර 11 කට බැගින් සිදුවන සුර්ය චක්‍රයක් ප්‍රධන ලෙස කොටස් දෙකකින් දැක්විය හැක එවනම් Solar maximum හා Solar minimum . 

               සුර්ය ලප අවම අවස්තාවක ( Solar minimum ) සුර්යලප ඉතා කුඩා ප්‍රමණයක් හෝ සුර්යලප දක්නටම නොලැබේ. දක්නට ලැබෙනම් ඒවා සුර්යයගේ සමකයට අංශක 40ක් උතුරින් හෝ දකුණින් දක්නට ලැබේ. කාලය ගෙවී යමත් සමග දක්නට ලැබෙන සුර්ය ලප ප්‍රමණය ක්‍රමයෙන් වැඩිවෙන අතර එවා ක්‍රමක්ක්‍රමයෙන් සමකය ආසන්නයට ගමන් කිරීමක් සිදුවේ( Solar maximum අවස්ථාවට අසන්න වීමෙදී ). 

               සුර්ය ලප සෑමවිටම  යුගල් ලෙස පවතී. එවා Proceeding හා following ලෙස හන්දුන්වයි. මෙම යුගල් වලට අයත් ලප උත්තරත් ධ්‍රැව හා දක්ශින ධ්‍රැව වන අතර ඉදිරි ලපය ( සුර්යයගෙ භ්‍රමණ දිශාවට අනුව පවතින , proceeding  ) උත්තරත් ධ්‍රැවයක් නම් පසුපස ලපය (Following ) දක්ශිණ ධ්‍රැවයක් වේ.  එමෙන්ම  proceeding   දක්ශිණ ධ්‍රැවයක් නම්  following  උත්තරක් ධ්‍රැවයක් වේ. වසර 11 කට වරක් මෙම ධ්‍රැව වල චුම්භක දිශාමාරු වන අතර නැවත වසර 22 කින් සමනම ආකරයේ ධ්‍රැව  සහිත සුර්ය ලප නිර්මණය වේ. පහත රුප සටහන බලන්න. 

                 සුර්ය ලප සංඛ්‍යව ගණනය කිරිම සඳහා බොහෝවිට පහත සමීකරණය භාවිතාවේ. මෙය Wolf number  ලෙසද හඳුන්වයි.

       

                        R= k ( 10 . g + s ) 

R-  relative sunspot number ( wolf number )                                                                                                                              g-  number of sunspot groups
s-  number of individual sunspots
k- factor that varies with location and instrumentation



සුර්යයා වැනි තාරකාවක ( මතුපිට උෂ්ණත්වය 10,000 K අඩු )  B-V index අගය දන්න විට පහත සමීකරණය භාවිතයෙන් එම තාරකාවේ මතුපිට උෂ්නත්වය T ගණනය කරගත හැක.


                    T = 8540/{ ( B-V ) + 0.865 } K





මෙම ලිපිය තුලින් සුර්යයාගෙ මුලික ලක්ෂණ කිහිපයක් පිලිබඳව අවධනය යොමු කිරිමට සමත් වූ යේ යැයි සිතමි.