KEADAAN MATAHARI DI ALAM SEMESTA MENGIKUT SAINS

MAKSUD SAINS

Matahari merupakan satu bebola plasma yang hampir sempurna.Matahari dipercayaiterbentuk pada 4.6 billion tahun lalu akibat runtuhan graviti jisim dalam linkungan sesebuahawan molekul.Kepadatan jisim matahri adalah 1.41 kali lebih padat berbanding jisim air.Jumlahtenaga matahari yang sampai ke permukaan bumi dikenali sebagai pemalar suria yangmenyamai 1.37 Kilowatt per meter persgi setiap saat. Matahari dikelaskan sebagai bintangkerdil jenis G.Cahaya matahari memakan masa 8 minit dan 20 saat untuk sampai ke bumi dancahaya yang terang ini boleh mengakibatkan sesiapa yang memandang terus kepada matahari menjadi buta.

   

STRUKTUR MATAHARI

1. TERAS: kira kira 20-25% radius matahari,di mana tenaga dan tekanan mencukupi untuk terjadinya pelakuran nuklear. Proses pelakuran membebaskan tenaga, dan helium secara beransur-ansur berkumpul untuk membentuk inti dalam helium dalam teras itu sendiri.

2. ZON RADIASI: perolakan tidak boleh berlaku sehingga lebih dekat permukaan Matahari. Oleh itu, 20-70% radius terpadat pemindahan tenaga berlaku melalui radiasi (foton) dan bukannya olegh perolakan.

3. ZON PEROLAKAN: antara 70% radius matahari dan titik yang dekat dengan permukaan yang kelihatan, Matahari adalah sejuk dan cukup meresap untuk perolakan berlaku dan ini menjadi cara utama perpindahan panas keluar,sama dengan sel cuaca yang terbentuk di atmosfera Bumi.

4. FOTOSFERA: bahagian terdalam matahari yang dapat kita saksikan secara langsung dengan cahaya yang kelihatan.Matahari adalah objek gas,ia tidak mempunyai permukaan yang jelas (bahagian yang kelihatannya biasanya dibahagikan kepada Fotosfera dan Atmosfera)

*Kelahiran Matahari: Nebula dan Protobintang (4.6 Bilion Tahun yang Lalu)

Matahari, seperti bintang-bintang lain, terbentuk dari sebuah awan besar gas dan debu yang dikenali sebagai nebula yang mengandungi unsur-unsur seperti hidrogen, helium, dan unsur berat lain. Nebula ini adalah sisa-sisa daripada bintang-bintang yang lebih tua yang meletup sebagai supernova. Tenaga letupan supernova ini menyebabkan gas dan debu ini bergerak dan bergabung, memulakan proses graviti yang mengakibatkan awan itu mula runtuh ke dalam dirinya sendiri.

Ketika graviti menarik gas dan debu ke arah pusat nebula, suhu dan tekanan mula meningkat dengan pesat di pusat awan yang runtuh itu. Apabila suhu mencapai sekitar 10 juta darjah Celsius, pelakuran nuklear mula berlaku, iaitu hidrogen mula bergabung menjadi helium di dalam teras bintang yang baru terbentuk. Pada masa ini, bintang itu belum stabil dan dikenali sebagai protobintang. Matahari kita berada dalam fasa ini selama kira-kira 50 juta tahun.

Proses dalam Fasa Protobintang:

- Pelakuran hidrogen mula menghasilkan tenaga, tetapi tidak sepenuhnya stabil.

- Teras mula memanaskan dan memampatkan, sementara lapisan luar masih mengembang.

- Matahari akhirnya mencapai suhu dan tekanan yang cukup untuk memulakan pelakuran hidrogen secara stabil, menandakan berakhirnya fasa protobintang.

 *Urutan Utama: Bintang Stabil (Kini)

Selepas beberapa puluh juta tahun sebagai protobintang, Matahari memasuki fasa utama kehidupannya, yang dikenali sebagai "deret utama" (main sequence). Pada ketika ini, Matahari mencapai keseimbangan hidrostatik, iaitu graviti yang menarik bahan ke dalam teras seimbang dengan tekanan yang dihasilkan oleh pelakuran nuklear di dalam teras. Tenaga yang dihasilkan oleh pelakuran nuklear dalam teras Matahari menahan pengecutan graviti, menjadikan Matahari stabil.

Dalam fasa ini, hidrogen di teras Matahari bergabung untuk membentuk helium melalui proses pelakuran nuklear. Proses ini menghasilkan tenaga dalam bentuk foton (cahaya) dan zarah-zarah neutrino. Tenaga yang dihasilkan mengambil masa kira-kira 170,000 tahun untuk bergerak dari teras Matahari ke permukaan melalui proses perolakan dan radiasi. Dari permukaan, cahaya dan haba Matahari memancarkan ke angkasa dan memberikan tenaga yang membolehkan kehidupan wujud di Bumi.

Proses dalam Fasa Urutan Utama:

- *Pelakuran Hidrogen:* Hidrogen dalam teras Matahari bergabung untuk membentuk helium melalui proses pelakuran nuklear. Setiap saat, sekitar 600 juta tan hidrogen ditukar menjadi helium.

- *Keseimbangan Hidrostatik:* Graviti yang menarik bahan ke dalam teras disangga oleh tekanan radiasi yang dihasilkan oleh pelakuran nuklear. Ini menjadikan Matahari stabil dan bersinar dengan konsisten.

- *Perolakan dan Radiasi:* Tenaga dari teras bergerak melalui zon radiasi dan zon perolakan sebelum mencapai permukaan Matahari, di mana ia dipancarkan ke angkasa sebagai cahaya dan haba.

Matahari kini telah berada dalam fasa deret utama selama kira-kira 4.6 bilion tahun dan dijangka akan terus berada dalam fasa ini selama kira-kira 5 bilion tahun lagi.

*Fasa Gergasi Merah (Dalam Kira-kira 5 Bilion Tahun)

Apabila hidrogen di dalam teras Matahari habis, ia akan menyebabkan perubahan dramatik dalam struktur dan sifat Matahari. Tanpa hidrogen yang mencukupi untuk pelakuran nuklear, teras Matahari akan mula mengecut di bawah tarikan graviti. Apabila teras mengecut, ia akan memanas, sementara lapisan luar Matahari akan mula mengembang. Matahari akan memasuki fasa yang dikenali sebagai gergasi merah.

Ciri-Ciri Fasa Gergasi Merah:

- *Pembesaran Dramatik:* Matahari akan mengembang menjadi beberapa ratus kali ganda saiznya sekarang, menelan planet-planet terdekat seperti Merkuri, Zuhrah, dan mungkin juga Bumi. Pada ketika ini, Matahari akan menjadi lebih cerah, tetapi permukaannya akan menjadi lebih sejuk, memberikan ia warna merah yang ciri.

- *Pelakuran Helium:* Apabila teras menjadi cukup panas (sekitar 100 juta darjah Celsius), ia akan memulakan pelakuran helium, di mana helium bergabung untuk membentuk karbon dan oksigen. Proses ini tidak berlaku dengan stabil, dan Matahari akan mengalami letupan kecil yang dikenali sebagai denyutan helium.

- *Pengakhiran Hidup Hidrogen dan Helium:* Selepas helium juga habis, pelakuran akan berhenti, dan graviti akan mula menarik semua bahan ke arah teras. Ini membawa kepada fasa berikutnya dalam evolusi Matahari.

* Nebula Planetari (Selepas Fasa Gergasi Merah)

Selepas fasa gergasi merah, Matahari akan mula kehilangan lapisan luarnya. Angin suria yang kuat akan meledakkan lapisan-lapisan luar Matahari ke angkasa, meninggalkan sisa gas dan debu yang membentuk nebula planetari. Proses ini menghasilkan objek yang sangat cantik dalam bentuk awan gas bercahaya, yang sering dilihat di angkasa sebagai sisa kematian bintang.

Proses dalam Fasa Nebula Planetari:

- *Lapisan Luar Tertolak Keluar:* Lapisan luar Matahari akan ditolak keluar oleh angin suria yang kuat, meninggalkan teras bintang yang sangat panas di tengah.

- *Pembentukan Awan Gas:* Gas yang tertolak akan memancarkan cahaya yang disebabkan oleh radiasi dari teras panas yang tertinggal. Ini membentuk nebula planetari yang bercahaya.

- *Pengakhiran Kehidupan Matahari:* Proses ini menandakan berakhirnya kehidupan aktif Matahari sebagai bintang yang bersinar.

* Kerdil Putih

Apabila lapisan luar Matahari habis ditolak keluar, yang tinggal hanyalah terasnya yang sangat padat dan panas. Teras ini dikenali sebagai kerdil putih. Kerdil putih adalah bintang yang sudah mati, tidak lagi menghasilkan tenaga melalui pelakuran nuklear, tetapi masih sangat panas dan bersinar kerana haba yang tersisa dari fasa-fasa sebelumnya.

Ciri-Ciri Kerdil Putih:

- *Bintang Padat dan Kecil:* Kerdil putih adalah sangat kecil, hanya sekitar saiz Bumi, tetapi sangat padat. Satu sudu bahan daripada kerdil putih boleh mempunyai jisim berjuta-juta kilogram.

- *Kesejukan Beransur-ansur:* Walaupun sangat panas pada awalnya, kerdil putih akan mula menyejuk secara perlahan-lahan kerana ia tidak lagi mempunyai sumber tenaga dalaman.

- *Ketidakupayaan untuk Pelakuran Nuklear:* Pelakuran nuklear tidak lagi berlaku dalam kerdil putih kerana suhu dan tekanan tidak mencukupi untuk mencetuskan pelakuran helium, karbon, atau unsur-unsur lain.

* Kerdil Hitam (Teoretikal)

Kerdil putih secara perlahan-lahan akan terus menyejuk sehingga akhirnya ia tidak lagi memancarkan cahaya atau haba, menjadikannya objek yang tidak aktif yang dikenali sebagai kerdil hitam. Proses ini akan mengambil masa bertrilion-trilion tahun, jauh lebih lama daripada usia semasa alam semesta (13.8 bilion tahun), jadi tiada kerdil hitam yang wujud sekarang.