Mặt trời là một hành tinh cực nóng và đóng vai trò quan trọng đối với Trái Đất cũng như các hành tinh khác trong hệ. Bài viết dưới đây sẽ làm rõ quá trình hình thành và phát triển, các thành phần cấu thành cũng như tầm quan trọng của hành tinh này trong suốt quá trình lịch sử.
1. Mặt trời trong hệ
Mặt trời nằm ở trung tâm và lớn nhất, nặng nhất trong hệ mặt trời. Nó chiếm 99,8% khối lượng của hệ và có đường kính gần gấp 109 lần đường kính Trái đất. Như vậy, có thể hình dung rằng khoảng một triệu Trái đất nằm gọn bên trong nó, và nó cách trái đất là 92.960.000 dặm (149,6 km).
Lớp vỏ ta nhìn thấy bên ngoài có nhiệt độ khoảng 10.000 độ F (5.500 độ C); trong khi nhiệt độ trong lõi có thể lên tới hơn 27 triệu F (15 triệu C). Nguyên nhân sinh nhiệt là do các phản ứng hạt nhân thúc đẩy. Theo NASA, người ta sẽ cần phát nổ 100 tỷ tấn thuốc nổ mỗi giây để tương ứng với năng lượng do mặt trời tạo ra.
Đây là một trong hơn 100 tỷ ngôi sao trong Dải Ngân hà. Nó tương đối trẻ và là một phần của thế hệ sao được gọi là Quần thể I. Một thế hệ sao cũ hơn được gọi là Quần thể II. Và một thế hệ trước đó của Quần thể III có thể đã tồn tại. Mặc dù chưa có thành viên nào của thế hệ này được biết đến.
2. Sự hình thành và tiến hóa
Mặt trời ra đời cách đây khoảng 4,6 tỷ năm và nó được cho là đã đi nửa vòng đời. Nhiều nhà khoa học cho rằng mặt trời và phần còn lại của hệ hình thành từ một đám mây khí và bụi khổng lồ xoay tròn được gọi là tinh vân mặt trời. Khi tinh vân sụp đổ vì lực hấp dẫn của nó mà sẽ quay nhanh hơn và dẹt thành một cái đĩa. Phần lớn vật chất bị kéo về phía trung tâm để tạo thành hành tinh siêu nóng này.
Mặt trời có đủ nhiên liệu hạt nhân để tồn tại nhiều như hiện nay trong khoảng 5 tỷ năm nữa. Sau đó, nó sẽ phình ra trở thành một hành tinh khổng lồ đỏ. Cuối cùng các lớp bên ngoài sẽ bong ra. Và phần lõi còn lại sẽ sụp đổ để trở thành sao lùn trắng. Khi điều này xảy ra, nó sẽ hấp thụ một số thứ ở gần nó, bao gồm cả sao Thủy, sao Kim và thậm chí có thể cả Trái đất và sao Hỏa. May mắn là điều này sẽ xảy ra sau hàng tỷ năm nữa trong tương lai.
Bàn về thành phần hóa học. Cũng giống như hầu hết các ngôi sao khác, mặt trời được tạo thành phần lớn từ hydro, sau đó là heli. Hầu hết các vật chất còn lại bao gồm bảy nguyên tố – oxy, carbon, neon, nitơ, magie, sắt và silicon. Cứ 1 triệu nguyên tử hydro trong nó thì có 98.000 nguyên tử heli, 850 oxy, 360 carbon, 120 neon, 110 nitơ, 40 magie, 35 sắt và 35 silicon. Tuy nhiên, hydro là nguyên tố nhẹ nhất trong tất cả các nguyên tố. Vì vậy nó chỉ chiếm khoảng 72% khối lượng mặt trời, trong khi heli chiếm khoảng 26%.
3. Cấu trúc của mặt trời
Mặt trời và bầu khí quyển của nó được chia thành nhiều vùng và nhiều lớp. Tính từ trong ra ngoài, bắt đầu từ vùng lõi, tiếp đó là vùng bức xạ, và cuối cùng là vùng đối lưu. Khí quyển ở trên lớp bề mặt bao gồm quang quyển, sắc quyển, vùng chuyển tiếp và vành nhật hoa. Ngoài ra còn có gió mặt trời là một luồng khí thoát ra từ vành nhật hoa.
Phần lõi kéo dài từ trung tâm của đến một phần tư đường so với bề mặt của nó. Mặc dù lõi chỉ chiếm khoảng 2% thể tích nhưng nó có mật độ chì gần gấp 15 lần và chiếm gần một nửa khối lượng của mặt trời. Tiếp theo là vùng bức xạ kéo dài từ lõi đến 70% đường tới bề mặt hành tinh, chiếm 32% thể tích và 48% khối lượng của nó. Vùng đối lưu lên đến bề mặt và chiếm 66% thể tích nhưng chỉ chiếm hơn 2% khối lượng của nó một chút.
Quang quyển là lớp thấp nhất của khí quyển mặt trời và phát ra ánh sáng mà chúng ta nhìn thấy. Nó dày khoảng 300 dặm (500 km). Nhiệt độ trong quang quyển nằm trong khoảng từ 11.000 F (6.125 C) đến 7.460 F (4.125 C). Lên tiếp theo là các sắc quyển, nó nóng hơn, lên đến 35.500 F (19.725 C).
Sau đó là khu vực chuyển tiếp dày vài trăm đến vài ngàn dặm, được làm nóng bởi vầng hào quang phía trên nó. Trên cùng là vầng hào quang siêu nóng – vành nhật hoa. Được cấu tạo từ các cấu trúc như các vòng và dòng khí ion hóa. Nhiệt độ của vùng này thường dao động từ 900.000 F (500.000 C) đến 10,8 triệu F (6 triệu C). Và thậm chí có thể lên tới hàng chục triệu độ khi xảy ra hiện tượng lóa sáng mặt trời.
4. Những điều thú vị về mặt trời
Ánh sáng mặt trời mà chúng ta nhìn thấy trên Trái đất đã rời khỏi hành tinh này 8 phút trước. Đây là khoảng thời gian cần thiết để ánh sáng đi được khoảng cách giữa nó và Trái đất.
Hành tinh này gần như là một hình cầu hoàn hảo. Nó là thứ gần nhất với một quả cầu được tìm thấy trong tự nhiên với chỉ chênh lệch 6,2 dặm (10 km) giữa các phép đo dọc và ngang của nó.
Hành tinh nóng này có từ trường rất lớn và là từ trường mạnh nhất trong toàn bộ hệ.
Hành tinh này tạo ra gió mặt trời. Đây là một dòng hạt từ Mặt trời phát ra ngoài không gian. Đây là lý do tại sao bầu khí quyển của các hành tinh rất quan trọng. Chúng bảo vệ hành tinh khỏi những cơn gió mặt trời này.
5. Tầm quan trọng
Cây cần ánh sáng mặt trời để phát triển. Động vật, bao gồm cả con người, cần thực vật để cung cấp thức ăn và oxy mà chúng tạo ra. Nếu không có nhiệt, Trái đất sẽ đóng băng. Sẽ không có gió, hải lưu hay mây để vận chuyển nước.
5.1. Nông nghiệp
Năng lượng mặt trời rất cần thiết cho nông nghiệp – canh tác đất, sản xuất hoa màu và chăn nuôi. Được phát triển khoảng 10.000 năm trước, nông nghiệp đã đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của nền văn minh. Các kỹ thuật năng lượng mặt trời, chẳng hạn như luân canh cây trồng, tăng thu hoạch, làm khô thực phẩm bằng cách sử dụng nắng và gió giúp cây trồng không bị hư hỏng. Lượng lương thực dư thừa này cho phép các nhóm dân cư và xã hội có cấu trúc dày đặc hơn.
Các nền văn minh sơ khai trên thế giới đều đặt các tòa nhà quay mặt về hướng Nam để thu nhiệt và ánh sáng. Họ đã sử dụng cửa sổ và cửa sổ trần vì lý do tương tự, cũng như để không khí lưu thông. Đây là những yếu tố của kiến trúc năng lượng mặt trời. Các ứng dụng khác bao gồm sử dụng bóng râm chọn lọc và chọn vật liệu xây dựng có tích trữ nhiệt, chẳng hạn như đá và bê tông. Ngày nay, các chương trình máy tính làm cho các ứng dụng liên quan đến nhiệt lượng này trở nên dễ dàng và chính xác hơn.
Nhà kính là một sự phát triển sớm khác của năng lượng mặt trời. Bằng cách chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành nhiệt, nhà kính có thể trồng cây trái mùa và trong khí hậu có thể không phù hợp với chúng. Một trong những nhà kính xuất hiện sớm nhất có niên đại 30 CN, trước cả khi kính được phát minh. Được xây dựng từ những tấm mica trong mờ, một loại khoáng chất mỏng, nó được xây dựng cho hoàng đế La Mã Tiberius, người muốn có thể ăn dưa chuột cả năm.
5.2. Chế biến
Khi thực phẩm được thu hoạch, năng lượng mặt trời có thể được sử dụng để nấu chín. Bếp hộp năng lượng mặt trời đầu tiên được chế tạo vào năm 1767 bởi Horace de Saussure, một nhà vật lý người Thụy Sĩ. Nó đạt đến nhiệt độ 87,8 độ C (190 độ F) và được sử dụng để nấu trái cây. Ngày nay, có nhiều loại bếp năng lượng mặt trời khác nhau đang được sử dụng để nấu, sấy khô và thanh trùng, làm chậm sự phát triển của vi khuẩn trong thực phẩm. Do không sử dụng nhiên liệu hóa thạch nên chúng an toàn, không tạo ra ô nhiễm hay phá rừng.
Bếp năng lượng được sử dụng ở nhiều nơi trên thế giới với số lượng ngày càng tăng. Người ta ước tính rằng chỉ riêng ở Ấn Độ đã có nửa triệu chiếc được lắp đặt. Ấn Độ có hai hệ thống nấu ăn bằng năng lượng này lớn nhất thế giới, có thể chuẩn bị thức ăn cho 25.000 người hàng ngày.
Ở Nicaragua, một bếp năng lượng mặt trời đã được cải tiến và được sử dụng để khử trùng thiết bị y tế tại các phòng khám.
5.3. Năng lượng mặt trời
Năng lượng nhiệt mặt trời có thể được sử dụng để làm nóng nước. Được giới thiệu lần đầu tiên vào cuối những năm 1800, máy nước nóng năng lượng mặt trời là một cải tiến lớn so với bếp đốt củi hoặc than vì nó sạch hơn và chi phí vận hành ít hơn.
Chúng rất phổ biến cho các ngôi nhà ở Mỹ ở những nơi nhiều nắng, bao gồm Arizona, Florida và California. Tuy nhiên, vào đầu những năm 1900, dầu mỏ và khí đốt tự nhiên giá rẻ đã có sẵn và các hệ thống nước năng lượng mặt trời bắt đầu được thay thế. Ngày nay, chúng không chỉ phổ biến trở lại, mà còn trở thành tiêu chuẩn ở một số quốc gia, bao gồm Trung Quốc, Hy Lạp và Nhật Bản. Chúng thậm chí còn được yêu cầu sử dụng trong bất kỳ công trình xây dựng mới nào ở Úc, Israel và Tây Ban Nha.
Ngoài việc đun nóng nước, năng lượng này có thể được sử dụng để khử trùng nước. Một phương pháp là khử trùng bằng năng lượng mặt trời (SODIS). Được phát triển vào những năm 1980, SODIS liên quan đến việc đổ đầy nước vào các chai soda nhựa sau đó phơi chúng dưới ánh sáng mặt trời trong vài giờ. Quá trình này làm giảm vi rút, vi khuẩn và động vật nguyên sinh trong nước. Hơn 2 triệu người ở 28 quốc gia đang phát triển sử dụng phương pháp này hàng ngày cho nước uống của họ.
Năng lượng mặt trời – chuyển đổi ánh sáng thành điện năng – là một ứng dụng khác của công nghệ năng lượng mặt trời. Điều này có thể được thực hiện theo một số cách. Loại phổ biến nhất mà bạn cũng biết đó là là quang điện (pin).
6. Kết
Mặt trời là hành tinh lớn nhất trong hệ và đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong đời sống của chúng ta. Nó ra đời cách đây 4,6 tỷ năm, tuy nhiên vẫn còn trẻ và dường như nó mới chỉ đi được một nửa quãng đường. Hy vọng bài viết đã giúp các bạn hiểu hơn về hành tinh khổng lồ này và tầm quan trọng của nó.
