सूर्य

सूर्य  

पृथ्वीवरून दिसणारा सूर्य
कक्षीय गुणधर्म
भौतिक गुणधर्म
विषुववृत्तीय त्रिज्या:	६.९५५ लाख किमी (पृथ्वीच्या १०९ पट)
पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ:	६०८७.७ अब्ज वर्ग किमी (पृथ्वीच्या ११,९९० पट)
सरासरी घनता:	१,४०९ कि.ग्रॅ प्रति घनमीटर
वातावरण
संरचना:	हैड्रोजनः २३.४६% हेलियमः २४.८५%

हा लेख खगोलशास्त्र संबंधित आहे याबद्दल आहे. या शब्दाच्या इतर उपयोगांसाठी पाहा, सूर्य (निःसंदिग्धीकरण).

सूर्य हा तारा आपल्या सूर्यमालेच्या केंद्रस्थानी आहे. पृथ्वी व सूर्यमालेतील इतर पदार्थ (ग्रह, उल्का, लघुग्रह, धूमकेतू आणि धूळ) हे सर्व सूर्याभोवती प्रदक्षिणा घालत असतात. हा सूर्यमालेतील एक तप्त गोळा आहे.सूर्यमालेतील एकूण वस्तुमानापैकी ९९% पेक्षा जास्त वस्तुमान एकट्या सूर्यामध्ये आहे. सूर्यापासून उत्पन्न होणारी उर्जा सूर्यकिरणांच्या स्वरुपात बाहेर पडते व प्रकाश संश्लेषणाच्याद्वारे पृथ्वीवरील संपूर्ण जीवसृष्टीला आधार देते आणि पृथ्वीच्या वातावरणामध्ये व हवामानामध्ये बदल घडवते.

सूर्याच्या एकूण वस्तूमानापैकी सुमारे ७४% हायड्रोजन, २५% हेलियम व उर्वरीत वस्तुमान हे अन्य जड मूलद्रव्यांपासून बनलेले आहे. सूर्याचे सध्याचे वय हे ४६० कोटी वर्षे इतके असून तो त्याच्या आयुष्यमानाच्या मध्यावर आहे. सूर्याच्या गाभ्यामधील हायड्रोजन अणू-संमिलन प्रक्रियेद्वारे हेलियममध्ये परिवर्तित होत असतो. दर सेकंदाला ४ दशलक्ष टन वस्तूमान हे सूर्याच्या गाभ्यामध्ये उर्जेत परिवर्तित होते तसेच न्यूट्रिनो कण आणि सौरकिरणोत्सर्ग हे सुद्धा तयार होतात. ५०० कोटी वर्षांनी सूर्य एका राक्षसी ताऱ्यामध्ये रुपांतरीत होईल त्यानंतर प्लॅनेटरी नेब्यूला तयार होईल व श्वेत बटू (White Dwarf) ही शेवटची अवस्था असेल.

सूर्य हा एक चुंबकीय सक्रिय तारा आहे. सूर्याला स्वत:चे प्रखर चुंबकीय क्षेत्र आहे. हे क्षेत्र दर वर्षी बदलते व दर अकरा वर्षांनी त्याची दिशा उलट होते. सूर्याच्या बदलत्या चुंबकिय क्षेत्रामुळे सूर्याच्या पृष्ठभागावर सौरडाग (Sunspots) व सौरज्वाला (Solar flames) तयार होतात तसेच सौरवातामध्ये बदल घडतात. सूर्यावरील ह्या घडामोडींमुळे रेडिओ लहरींचे दळणवळण व विद्युतवहनामध्ये व्यत्यय निर्माण होतात. पृथ्वीच्या वातावरणात मध्यम ते अति उंचीवर घडणारे आणि चुंबकीय ध्रुवांजवळ दिसून येणारे "अरोरा" (Aurora) हेही ह्याच घडामोडींचा परिणाम आहेत. या सौरघडामोडींचा सूर्यमालेच्या उत्पत्ती व उत्क्रांतीमध्ये फार मोठा वाटा आहे. या घडामोडी पृथ्वीच्या बाह्यवातावरणातही मोठा बदल घडवतात.

पृथ्वीच्या सर्वांत जवळचा तारा या नात्याने शास्त्रज्ञांनी सूर्याचा खूप खोलवर अभ्यास केला असला तरी बरेच प्रश्न अजून अनुत्तरित आहेत. उदा. सूर्याच्या पृष्ठभागाचे तापमान ६००० केल्व्हीन आहे तर वातावरणाचे तापमान काही ठिकाणी एक दशलक्ष केल्विनच्या वर पोहोचते. वास्तविकतः हे उलट असण्याची अपेक्षा आहे, पण याचे कोडे अजूनही पूर्णपणे सुटलेले नाही. सौरडागांचे चक्र, सौरवातांची व सौरज्वालांची उत्पत्ती व त्यांची भौतिकी, प्रकाश किरीट व क्रोमोस्फेअर यांच्यामधील चुंबकीय क्रिया-प्रतिक्रिया हे शास्त्रज्ञांच्या संशोधनाचे मुख्य विषय आहेत.

सूर्याची सर्वसाधारण माहिती

सूर्य हा G2V या वर्णपटीय विभागात (spectral class) मोडतो. G2 म्हणजे त्यच्या पृष्ठभागाचे तापमान जवळपास ५५०० केल्विन असून त्याचा रंग पिवळा आहे. त्याच्या वर्णपटामध्ये आयनीभूत व निष्क्रिय धांतूंच्या रेषा आहेत. "V" म्हणजे सूर्य हा बहुतेक इतर तार्‍यांसारखा "मेन सिक्वेन्स" मधील तारा आहे. सूर्य त्याचे हायड्रोस्टॅटीक संतुलन सांभाळून आहे त्यामुळे तो प्रसरणही पावत नाही किंवा आकुंचनही पावत नाही. आपल्या आकाशगंगेत १०० दशलक्षापेक्षाही अधिक तारे "G2" वर्गात मोडतात. लोगॅरिथमिक आकारमान वर्गिकरणावरुन सूर्य आकाशगंगेतील तार्‍यांपेक्षा ८५% जास्त तेजस्वी आहे. बाकीचे बरेच तारे हे लाल बटू आहेत. सूर्य १००० कोटी वर्षे मेन सिक्वेन्समधील तारा राहील. त्याचे सध्याचे वय हे तार्‍यांची उत्पत्ती व अणूकेंद्रिय विश्वरचनाशास्त्र यांची संगणकीय मॉडेल्स वापरुन जवळजवळ ४.५७ दशलक्ष इतके निश्चित केले आहे. सूर्य हा आकाशगंगेच्या केंद्रापासून २५,००० ते २८,००० प्रकाशवर्षे दूर असून आकाशगंगेच्या केंद्राला प्रदक्षिणा घालत असतो. एक प्रदक्षिणा सुमारे २२५ ते २५० दशलक्ष वर्षांनी पूर्ण होते. त्याचा प्रदक्षिणेतील वेग २२० किलोमीटर प्रतिसेकंद इतका आहे म्हणजेच १४०० वर्षांमध्ये एक प्रकाशवर्ष अंतर तो पार करतो. तर एक खगोलशास्त्रीय एकक (Astronomical Unit) अंतर ८ दिवसांमध्ये पार करतो. सूर्य हा तिसर्‍या पिढीमधील तारा असून त्याचा जन्म हा जवळच्या एखादया तार्‍याच्या स्फोटामुळे निर्माण होणाऱ्या प्रघाती तंरंगामुळे झाला आहे. सोने व युरेनियम यासारख्या जड मूलद्रव्यांचा सूर्यमालेतील भरपूर आढळ याला पुष्टी देतो. हि मूलद्र्व्ये एक तर तार्‍याच्या स्फोटाच्यावेळी होणाऱ्या आण्विक प्रक्रियांमुळे किंवा द्वितीय पिढीतल्या तार्‍यामध्ये न्यूट्रॉन कण शोषले जाउन झालेल्या अणूबदलांमुळे तयार झाली असावीत. सूर्यामध्ये स्फोट होण्याइतके वस्तूमान नाही. त्याऎवजी ४०० ते ५०० कोटी वर्षांनी तो लाल राक्षसी तार्‍याच्या अवस्थेत जाइल. त्याचे हायड्रोजन इंधन संपल्याने बाह्याआवरण प्रसरण पावेल तर केंद्र आकुंचन पावेल व गाभ्याचे तापमान खूपच वाढेल. गाभ्याचे तापमान ३०० कोटी केल्विन इतके झाल्यावर हेलियममध्ये अणू-संमेलन क्रिया सुरु होइल. सूर्याचे बाह्य आवरण प्रसरण पावून त्याचा आकार पृथ्वीच्या कक्षेइतका होइल. सध्याच्या संशोधनानुसार सूर्याने लाल राक्षसी तार्‍याच्या सुरुवातीलाच वस्तुमान गमावल्यामुळे पृथ्वीची कक्षा सध्याच्या कक्षेपेक्षा दूर जाइल व सूर्याच्या पोटात जाण्यापासून वाचेल. तरी पृथ्वीवरील पाणी व वातावरण उकळून नष्ट होइल. लाल राक्षसी अवस्थेनंतर तीव्र तापमान स्पंदनांमुळे सूर्याचे बाह्य आवरण फेकले जाईल व प्लॅनेटरी नेब्युला तयार होईल. शेवटी सूर्य श्वेत बटूमध्ये रुपांतरित होईल. हा कमी व मध्यम वस्तूमानाच्या ताऱ्यांमधे आढळणारा जीवनक्रम आहे.

सूर्यप्रकाश हा पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील मुख्य उर्जास्रोत आहे. पृथ्वीच्या दर एकक पृष्ठभागावर पडणाऱ्या सौर उर्जेला सौर स्थिरांक म्हणतात. सौर स्थिरांकाची किंमत हि स्वच्छ वातावरणात एक खगोलशास्त्रीय अंतरावर व सूर्य माथ्यावर असताना १३७० वॅट्स (Watts) दर चौरस मीटर इतकी आहे. हि उर्जा नैसर्गिक तसेच कृत्रिम क्रियांमध्ये वापरली जाते. प्रकाश संश्लेषण या क्रियेत वनस्पती सूर्यप्रकाश शोषून ती उर्जा रसायनिक उर्जेत परिवर्तीत करतात. तर प्रत्यक्ष तापवण्यासाठी किंवा सौरघटांद्वारे ती विद्युतशक्तीमध्ये परिवर्तीत करून वापरता येते. पेट्रॊलियम किंवा अन्य जीवाश्म इंधनामध्ये असणारी उर्जा ही फ़ार पूर्वीच्या वनस्पतींनी प्रकाश संश्लेषणाद्वारे साठवलेलीच उर्जा आहे.

सूर्यप्रकाशात अनेक जीवशास्त्रीय गुणधर्म आहेत. सूर्यापासून निघणार्‍या अतिनील किरणांमध्ये जंतूनाशक गुणधर्म असतात. त्यामुळे हि किरणे जंतूनाशक म्हणूनही वापरतात. या किरणांमुळे त्वचा जळू शकते (sun burn). पण हीच किरणे त्वचेला 'डी' जीवनसत्व बनविण्यासाठी आवश्यक असतात. अतिनील किरण ही वातावरणात शोषली जातात. त्यामुळे अक्षांशानुसार या किरणांचे प्रमाण बदलत जाते. ध्रुवप्रदेशात कमी तर विषुववृत्ताजवळ जास्त असते. या फ़रकामुळे अनेक प्रकारचे जैववैविध्य तसेच मनुष्याच्या त्वचेच्या रंगातही स्थानानुसार फ़रक आढळतो.

सूर्याचा गाभा

सूर्याच्या गाभ्याची त्रिज्या सूर्याच्या एकूण त्रिज्येच्या २०-२५% आहे असे समजले जातं. गाभ्याची घनता १५० ग्रॅ/सेमी३ (पाण्याच्या १५० पट) आणि तापमान साधारण १.५७ कोटी केल्व्हीन (K) आहे. सोहो (Solar and Heliospheric Observatory/SOHO) ने केलेल्या निरीक्षणांवरून सूर्याचा गाभा त्याबाहेर असणाऱ्या प्रारण विभागापेक्षा अधिक वेगाने फिरत असावा असा अंदाज बांधलेला आहे. सूर्याच्या बहुतांश आयुष्यात सौरऊर्जा अणूमीलनातून nuclear fusion तयार होते. याला p–p (proton–proton) chain असंही नाव आहे. यात हायड्रोजनचे हेलियममधे रुपांतर होते. Through most of the Sun's life, energy is produced by nuclear fusion through a series of steps called the p–p (proton–proton) chain; this process converts hydrogen into helium. सूर्यातली फक्त ०.८% ऊर्जा कार्बन-नायट्रोजन-अॉक्सिजन-चक्रातून मिळते. CNO cycle.

सूर्याचे चुंबकीय क्षेत्र

सूर्याला स्वतःचे चुंबकीय क्षेत्र आहे. सूर्याचे चुंबकीय क्षेत्र साधारण पट्टीचुंबकाच्या प्रकारचे आहे. पण सूर्य हा वायूंचा गोळा असल्यामुळे त्यात पुढे क्लिष्टता निर्माण होते. सूर्याच्या चुंबकीय रेषा या वायूंमधे अडकल्या आहेत. सामान्य वापरातले उदाहरण बघायचे झाले तर इलॅस्टीक ज्याप्रकारे कापडामधे शिवून अडकवले जाते, साधारण तशाच प्रकारे या चुंबकीय रेषा वायूंमधे अडकल्या असतात. कापड जसे फिरवले जाते तसे इलॅस्टीक फिरते. चुंबकीय क्षेत्राची क्लिष्टताही अशाच प्रकारे निर्माण होते. चुंबकीय रेषा सूर्याच्या पृष्ठभागावरही असतात. जिथे त्या तुटतात तिथे पृष्ठभागाचे तापमान कमी होते. कारण खालच्या भागातून अभिरसणाच्या बुडबुड्यांमधून येणारी ऊर्जा तुटलेल्या चुंबकीय रेषांमुळे अडवली जाते. त्या ठराविक भागापर्यंत कमी ऊर्जा आल्यामुळे हा भाग तुलना करताना (कॉन्ट्रास्टमुळे) काळपट दिसतो. सूर्याच्या पृष्ठभागाचं सरासरी तापमान ६००० केल्व्हीन असतं तर या काळ्या भागात साधारण ३००० केल्व्हीन. या काळ्या भागाला सौर डाग (sun spot) म्हणतात.

साधारणतः एक सौर डाग पृथ्वीच्या आकाराशी तुलना करता येईल एवढा मोठा असतो. उजव्या बाजूच्या चित्रात तुलनेसाठी सौर डाग आणि पृथ्वी एकाच स्केलवर दाखवले आहेत. चित्राच्या मध्याच्या जवळ असणारा हा डाग सरासरी आकाराचा आहे. सौर डागांच्या मधोमध गडद भाग असतो ज्याला umbra आणि फिकट भागाला penumbra असे म्हणतात. या डागाच्या मध्यातून तंतूसारख्या बाहेर आलेले काळ्या रेषा दिसत आहेत. या काळ्या रेषाची चुंबकाभोवती लोखंडाचे कणांची रचना असते, त्याच प्रकारची दिसते. सौर डागांमधे चुंबकीय क्षेत्राचे योगदान त्यातूनच लक्षात यावे. चित्रात मध्याच्या उजव्या बाजूला एक मोठा सौर डाग दिसत आहे आणि त्याच्या खाली एक छोटा डाग आहे. अनेक छोटे डाग एकत्र येऊन कधी कधी असा मोठा आणि अतिशय गुंतागुंतीची रचना असणारा मोठा सौर डाग तयार होतो.

मानवी संस्कृतीतील सूर्याचे स्थान

मानवी संस्कृतीमध्ये सूर्याला महत्त्व आहे. हिंदू धर्मामध्ये सूर्याला विशेष महत्त्व आहे. भारतात ओरिसात समुद्रकिनारी कोणार्क येथे सूर्यमंदिर आहे.

महर्षी व्यास यांनी रचिलेल्या नवग्रह स्तोत्रात असे म्हटले आहे-

जपाकुसुम संकाशं काश्यपेयं महद्‌द्युतिम् |

तमोरिंसर्वपापघ्नं प्रणतोSस्मि दिवाकरम् ||

अर्थात, व्यास म्हणतात, जास्वंदाच्या फुलाप्रमाणे लाल रंग असलेल्या, कश्यप ऋषीचा पुत्र असलेला, तेजस्वी, अंधाराचा शत्रू आणि पापनाशक असलेल्या दिवाकरला (सूर्याला) मी प्रणाम करतो.

भारतीय भाषांमधली सूर्याची नावे

ही अनेक असली तरी त्यांपैकी 'सूर्य' हे नाव दैनंदिन व्यवहारात आणि खगोलशास्त्रीय उल्लेखात वापरतात. 'रवि' आणि 'अर्क' ही नावे पंचांगात असते व 'रवि' जन्म-लग्न कुंडलीत. सूर्यनमस्कार घालताना सूर्याची विशिष्ट १२ नावे उच्चारली जातात. असे असले तरी, काव्यामध्येमात्र सूर्याच्या अनेक नावांपैकी कोणतेही नाव असू शकते.

सूर्यनमस्कार

सूर्यनमस्कार हा पायरीपायरीने (Step-by-step) साष्टांग नमस्कार घालत व्यायाम करण्याचा एक प्रकार आहे. प्रत्येक नमस्काराच्या आधी सूर्याचे एक नाव उच्चारून नमस्कार घालण्याची प्रथा आहे. ही बारा नावे या क्रमाने घेतात. :-

१) ॐ मित्राय नम: |
२) ॐ रवये नम : |
३) ॐ सूर्याय नम: |
४) ॐ भानवे नम: |
५) ॐ खगाय नम: |
६) ॐ पूष्णे नम: |
७) ॐ हिरण्यगर्भाय नम: |
८) ॐ मरीचये नम: |
९) ॐ आदित्याय नम: |
१०) ॐ सवित्रे नम: |
११) ॐ अर्काय नम: |
१२) ॐ भास्कराय नम: |