השמש

השמש היא הכוכב שנמצא במרכז מערכת השמש, והיא אחד ממיליארדי כוכבים בגלקסיית שביל החלב. הגופים במערכת השמש, ובכללם כדור הארץ ושאר כוכבי הלכת, נעים סביב השמש בהשפעת כבידתה.

השמש היא כדור כמעט מושלם של פלזמה לוהטת, המורכב בעיקר ממימן ומהליום. בליבתה, שבה הטמפרטורה מגיעה לכ-15 מיליון מעלות צלזיוס, מתרחש היתוך גרעיני שהופך מימן להליום ומשחרר אנרגיה הנפלטת בעיקר כקרינה אלקטרומגנטית ומהווה את מקור האור והאנרגיה בכדור הארץ ובמערכת השמש כולה. טמפרטורת פני השטח שלה היא כ-5,500 מעלות צלזיוס. השמש מכילה יותר מ-99% מכלל המסה במערכת השמש – מסתה גדולה כמעט פי 330,000 ממסת כדור הארץ – והיא נמצאת במרחק ממוצע של מעט פחות מ-150 מיליון קילומטרים, או 8 דקות-אור, מכדור הארץ. השמש נוצרה לפני כ-4.6 מיליארד שנים מענן גז ואבק שקרס תחת כוח הכבידה, והיא צפויה להמשיך לזרוח עוד כ-5 מיליארד שנים, לפני שתהפוך לענק אדום ולבסוף לננס לבן.     

בהיותה המקור העיקרי לאור וחום בכדור הארץ, והגוף הבולט ביותר בשמי היום, בני האדם בכל התרבויות ייחסו לה חשיבות רבה, ובדתות ומיתוסים רבים השמש מזוהה עם גרסאות שונות של אל השמש, כגון אפולו במיתולוגיה היוונית והרומית. לשמש שמות רבים; בעברית נגזר שמה משמו של אל השמש הכנעני, "שמש", והיא נקראת גם חמה. היא ידועה גם בשמה הלטיני סוֹל (Sol) או בשם היווני הֶלְיוֹס (Helios).

הסמל האסטרולוגי והאסטרונומי של השמש מורכב מעיגול שבמרכזו נקודה: 16px|סמל השמש|alt=☉. על אף שנראה שהסמל מציין את מיקום השמש במרכז מערכת השמש, הוא קדם לתפיסה ההליוצנטרית.

 אטימולוגיה 
במקרא, המלה "שמש" מופיעה לעיתים בנקבה ולעיתים בזכר, ככל הנראה בשל היותה של האלה הכנענית שמש נקבה והאל המסופוטמי שַמַש זכרנחום מ. סרנה, "שֶׁמֶשׁ", בתוך: אנציקלופדיה מקראית ח, מוסד ביאליק, 1982, עמ' 182 (). בספרות התלמודית נמנעו מהשימוש במונח "שמש" (כמו גם "ירח"), המתייחס לאלוהות הכנענית והמקראית, והעדיפו את המונח הנייטרלי "חמה".

אפיפניוס, שנולד להורים יהודים באזור בית גוברין בתחילת המאה ה־4 לספירה, תיעד את שמות כוכבי מערכת השמש לפי הפרושים, וביניהם שני השמות המוכרים לשמש:  (hēma, כלומר "חמה") ו־ (semes, כלומר שמש; אף שהמונח "שמש" לא מוכר בהקשרים אסטרולוגיים בעברית בתר־מקראיית)אפיפניוס מסלמיס, פנריון, 15.2.

 מידע כללי 

מבחינה אסטרופיזיקלית, השמש היא כוכב מהסדרה הראשית מסוג G (ננס צהוב) שנמצא במרכז מערכת השמש. כדור הארץ וגופים נוספים הכוללים כוכבי לכת, כוכבי לכת ננסיים, כוכבי לכת מינוריים, אסטרואידים, שביטים ואבק בין־כוכבי, חגים סביב השמש במסלולים קבועים עקב כוח הכבידה שלה.

מסת השמש היא 99.86% מכל המסה הידועה של מערכת השמש. כוכבי הלכת במערכת השמש נמשכים אל השמש וסובבים אותה עקב כוח הכבידה שלה. מסלולי הסיבוב הם אליפטיים בקירוב.  רוח השמש שנפלטת כתוצאה מהפעילות התרמו־גרעינית שבתוכה דוחפת חומר החוצה ממנה. השמש נמצאת בבועה המקומית על זרוע אוריון שבגלקסיית שביל החלב. השמש היא כוכב־התקן של המחלקה הספקטרלית G2V.

השמש היא כדור ענקי של פלזמה לוהטת. הטמפרטורה על פניה היא 5,785 מעלות קלווין (כ־5,512 מעלות צלזיוס), ואילו במרכזה היא מגיעה לכ־15.7 מיליון מעלות. החום הרב השורר במרכז השמש מאפשר קיום תהליכים תרמו-גרעיניים, ובפרט היתוך גרעיני, שהם מקור האנרגיה של השמש. חלק מהאנרגיה הזו נפלט מפני השמש כאור נראה, קרינה אולטרה-סגולה וקרינה אינפרא-אדומה שמספקות את עיקר האנרגיה לקיום חיים על פני כדור הארץ.

השמש לא באמת "צהובה". היא לבנה, אך בגלל האטמוספירה של כדור הארץ, שנפלטים ממנה חלקיקים קטנים המפזרים את אור השמש, אנחנו רואים אותה כצהובה או אדומה בשעות מסוימות של היום. בשמי החלל, השמש נראית ככדור לבן זוהר.

קוטר השמש הוא כ-1,392,000 קילומטר, ונפחה גדול פי יותר ממיליון מנפח כדור הארץ. מסתה גדולה ממסת כדור הארץ פי 300,000 בקירוב, והיא עשויה בעיקר ממימן (74%) ומהליום (24%). היא מכילה בשיעורים קטנים גם חמצן, פחמן, חנקן, ניאון, ברזל, צורן, מגנזיום, גופרית ויסודות אחרים.

השמש סובבת סביב צירה, אך היא אינה גוף קשיח, וזאת ניתן לראות בכתמי השמש, שהם תוצאה של פעילות מגנטית חזקה על פני השמש. צבעם כהה יותר מפני השמש בגלל הטמפרטורה הנמוכה שלהם יחסית לפני השמש. מחזור הסיבוב של השמש סביב צירה משתנה בהתאם לקו הרוחב והוא המהיר ביותר באזור קו המשווה. זמן המחזור הוא כ-25.5 יום באזור קו המשווה, ו-33.5 יום בקטבים.

גילה המוערך של השמש הוא 4.567 מיליארד שנים. היא נעה במסלול בגלקסיית שביל החלב במרחק של כ־26 אלף עד 28 אלף שנות אור ממרכז הגלקסיה, ומשלימה סיבוב סביבו בכ־226 מיליון שנים.

קרני אור שיוצאות מהשמש מגיעות לפני כדור הארץ כעבור כ־8:15 דקות, כנגזר מהמרחק שבין כדור הארץ לשמש (כ־150,000,000 ק"מ, או יחידה אסטרונומית אחת), וממהירות האור.

לעיתים מסתיר הירח את השמש מעיני צופים הנמצאים על כדור הארץ. תופעה זו קרויה ליקוי חמה, ובמשך דורות רבים הטילה אימה על האדם.

סיווגה של השמש בדיאגרמת הרצשפרונג־ראסל הוא G2V שמשמעותו כי השמש היא כוכב צהוב מהסדרה הראשית, הנמצא בשלב של היתוך גרעיני של מימן.

 מחזור חיים 
 ההיסטוריה של השמש ועתידה 
500px|ימין|מחזור החיים של השמש

קיומם של יסודות כבדים במערכת השמש, כגון ברזל, זהב ואורניום, מצביע על כך שהשמש לא נמנית עם הדור הראשון של הכוכבים, כלומר, היא נוצרה משרידיהם של כוכבים קדומים יותר אשר יצרו יסודות כבדים אלה. הדרך הסבירה ביותר להופעת יסודות כאלה היא התהליכים הגרעיניים המתרחשים בהתפרצות של סופרנובה או מהתמרת יסודות דרך ספיגת נייטרונים בליבה של כוכב מסיבי מן הדור הראשון.

מסת השמש היא כ־1.9891x1030 קילוגרם, קטנה מן הגבול התחתון ליצירת חור שחור (עבורו נדרשת מסה של 20 מסות שמש) או אף לכוכב נייטרונים (ליבה מינימלית של 1.44 מסות שמש, גבול צ'נדראסקאר). לפיכך, על פי המודל המקובל של מחזור החיים של כוכב, בעוד כחמישה מיליארד שנים יותכו כ־90% מהמימן שבליבתה להליום, והיא תהפוך לענק אדום. בשלב זה יתחיל היתוך נמרץ של גרעיני הליום בתהליך שנקרא "הבזק הליום", ואז תעלה טמפרטורת הליבה שלה לכ־300 מיליון מעלות, והשכבות החיצוניות של השמש יתפשטו אל מעבר למסלולו הנוכחי של כדור הארץ. בהמשך, תנודות בטמפרטורה יגרמו לשמש להשיל את שכבותיה החיצוניות, שיהפכו לערפילית פלנטרית, וליבת השמש תהפוך לננס לבן המצטנן לאיטו בחלל. בחלוף הזמן תרד בהדרגה תדירות הקרינה, והננס הלבן יהפוך לננס שחור.

 מסת השמש 

מסת השמש מוערכת בכ־1.9891x1030 קילוגרם. מסה זו נחשבת ל־1 מסת שמש, ומסומנת לרוב ב־. מסת השמש היא יחידת ייחוס להערכת מסות של כוכבים אחרים.

המסה הזו מובילה לכך שכוח הכבידה על פני השמש חזק בערך פי 28 מזה שעל כדור הארץ ואדם ששוקל על כדור הארץ 100 ק"ג ישקול על פני השמש בערך 2,800 ק"ג.

 צבע השמש 
ממוזער|השמש מצולמת בצבעה הטבעי, בעזרת שימוש במסנן החוסם את אורה החזק.
צבעה האמיתי של השמש הוא לבן, ולכן קרני השמש נקראות "אור לבן". את צבעה הלבן ניתן לראות מחוץ לאטמוספירת כדור הארץ, כלומר בחלל. כאשר צופים בשמש על פני כדור הארץ במשך היום, היא נראית בגוון צהבהב בשל פיזור ריילי, והיא נוטה במקצת לצבע הכתום בזמני הזריחה והשקיעה בשל פיזור מיי.

 מבנה 
השמש מורכבת משני חלקים, פנימי וחיצוני, המחולקים למספר מקטעים. חלקה הפנימי מורכב מליבת השמש, מהחלק הקרינתי ומהחלק ההסעתי. החלק החיצוני של פני השמש, זה הנראה לעין ושממנו נפלטת קרינת השמש לחלל, הוא הפוטוספירה, שעוביה כמה מאות קילומטרים. מעל הפוטוספירה מצויה האטמוספירה של השמש, צבעה כתום והיא מכונה כרומוספירה. מעבר לכרומוספירה מצויה שכבת מעבר שעובייה כ־75,000 קילומטר, ומעבר לה מצויה העטרה שבה ניתן לחזות בשעת ליקוי חמה מלא.

 ליבת השמש 

רדיוס ליבת השמש הוא 20%–25% מהרדיוס הכולל של השמש. אזור זה מהווה את מקור האנרגיה של השמש, שכן רק בו מתקיים היתוך גרעיני. התנאים השוררים בליבת השמש על מנת לאפשר היתוך גרעיני קיצוניים ביותר, צפיפותו הממוצעת עומדת על כ־150,000 קילוגרם למטר מעוקב (פי 150 מהצפיפות של מים), הטמפרטורה בו היא כ-15,700,000 מעלות צלזיוס.
ממוזער|שלבי תהליך ההיתוך של מימן להליום (תגובת פרוטון-פרוטון). מימן יוצר דאוטריום, הליום-3 והתוצר הסופי הוא הליום-4 רגיל.
התהליכים המתרחשים בליבת השמש מהווים את המקור לאנרגיית האור והחום המאפשרות את קיום החיים בכדור הארץ. מקור האנרגיה הוא בתהליכי היתוך גרעיני המתקיימים בליבת השמש, שבהם ארבעה אטומי מימן עוברים היתוך לאטום הליום אחד. מסתו של אטום הליום קטנה במעט מזו של ארבעה אטומי מימן, והפרש המסות מומר לאנרגיה, בהתאם למשוואת תורת היחסות E=mc², שגילה אלברט איינשטיין, שבה E היא האנרגיה, m המסה ו־c² מהירות האור בריבוע. השמש ממירה מדי שנייה כ־685 מיליון טון מימן להליום, ומאבדת בתהליך זה מסה של כ־4 מיליון טונות, ההופכים לאנרגיה. לפי הערכות עדכניות, במהלך חייה של השמש ככוכב הסדרה הראשית, הומרה עד עתה לאנרגיה מסה הגדולה פי 100 ממסתו של כדור הארץ.

קצב ההיתוך בליבה נמצא בשיווי משקל יציב: גידול של קצב ההיתוך יגרום לליבה להתחמם ולהתרחב מעט כנגד משקל השכבות החיצוניות וצפיפותה תקטן מעט. התוצאה תהיה הקטנת קצב ההיתוך ותיקון הסטייה למצב שיווי המשקל; והפחתה של קצב ההיתוך תגרום לליבה להתקרר ולהתכווץ מעט, מה שיגדיל את צפיפותה ויגדיל את קצב ההיתוך.

רק 0.8% מהאנרגיה הנוצרת בשמש מגיעה מרצף אחר של תגובות היתוך הנקרא מחזור CNO, אם כי שיעור זה צפוי לעלות ככל שהשמש תהייה מבוגרת וזוהרת יותר.

ניתוח עדכני של נתוני משימת SOHO מראה, כי קצב הסיבוב של הליבה מהיר יותר מאשר באזור הקרינתי שעוטף את הליבה.

 האזור הקרינתי 
ממוזער|צילום בו ניכר האופי הגרעיני של פני השטח של השמש
האזור הקרינתי שרוחבו כ-45% מרדיוס השמש, מהווה השכבה העבה ביותר של השמש. הוא משתרע מהליבה ועד לרדיוס של 70% מרדיוס השמש, והאנרגיה מועברת דרכו בעיקר על ידי קרינה: פוטונים שנפלטו מליבת השמש נקלטים באטומים ונפלטים, וחוזר חלילה. באזור זה נופלת הטמפרטורה מ-7 מיליון מעלות ל-2 מיליון מעלות, בקירוב, והצפיפות יורדת מ-20,000 ל-200 קילוגרם למטר מעוקב ככל שמתרחקים ממרכז השמש אל השפה החיצונית של האזור הקרינתי.

 שכבת המעבר (Tachocline) 
שכבת המעבר היא שכבה דקה בין אזור הקרינה לאזור ההסעה. באזור זה יש מעבר חד בין הסיבוב האחיד של אזור הפלזמה באזור הקרינתי לבין הסיבוב הדיפרנציאלי של האזור ההסעתי. מצב זה, שבו שכבות אופקיות סמוכות מחליקות זו על פני זו, יוצר כוחות גזירה משמעותיים בין השכבות.

משערים כי אפקט דינמו בשכבה זו יוצר את השדה המגנטי של השמש.

 האזור ההסעתי 
האזור ההסעתי משתרע מרדיוס של 70% מרדיוס השמש ועד סמוך לפני השטח שלה. בשכבה זו פלזמת השמש אינה צפופה מספיק או חמה מספיק כדי להעביר את האנרגיה כלפי חוץ באמצעות קרינה. במקום זאת, "בועות" חומר עולות בו מהאזור הקרינתי אל פני השמש. לאחר הגעתן אל פני השמש, החומר בבועות מתקרר, צפיפותו גדלה והבועות שבות ושוקעות אל תחתית האזור ההסעתי, שם יתחממו שוב וחוזר חלילה. תנועה זו של בועות חומר אל פני השמש גורמת למראה המנוקד, הגרעיני, של פני השמש. בשכבה העליונה של אזור ההסעה יורדת הטמפרטורה לכ-5,700 מעלות קלווין, והצפיפות יורדת ל-0.2 גרם למטר מעוקב.

 פוטוספירה 

הפוטוספירה היא שכבה המהווה את פני השמש הנראים, ובה מתרחשות כל התופעות הנראות על השמש. פוטונים הנוצרים בשכבה זו עוברים דרך אטמוספירת השמש השקופה שמעליה, ומהווים את קרינת השמש.

הטמפרטורה השוררת בפוטוספירה היא כ־5,500 מעלות צלזיוס. פני השמש אינם חלקים, אלא דמויי גרעיני חמנית, הנוצרים מזרמי בועות הגז, שעולים משכבת ההסעה. הקצוות הכהים של הגרעינים הם גז שהצטנן, היורד חזרה לשכבת ההסעה.

עובי הפוטוספירה הוא עשרות עד מאות קילומטרים, והיא קצת יותר שקופה מהאוויר על פני כדור הארץ. כיוון שחלקה העליון של הפוטוספירה קריר יותר מחלקה התחתון, השמש נראית בהירה יותר במרכז מאשר בשוליים של דיסקת השמש, תופעה המכונה Limb darkening.

ספקטרום אור השמש הוא בקירוב ספקטרום גוף שחור בטמפרטורה של 5,777 מעלות קלווין, מרוצף בקווי בליעה אטומיים של הגזים בשכבות הדלילות שמעל הפוטוספירה. צפיפות הפוטוספירה היא כ- חלקיקים למטר מעוקב, כ-0.37% מצפיפות החלקיקים באטמוספירת כדור הארץ בגובה פני הים. הפוטוספירה אינה מיוננת במלואה – מידת היינון היא כ-3%, כך שכמעט כל המימן הוא בצורה אטומית.

 כרומוספירה 

הכרומוספירה היא שכבה המהווה את האטמוספירה התחתונה של השמש. מקור השם כרומוספירה במילה היוונית "כרומה" שפירושה צבע. הכרומוספירה נראית לעין בלתי מזוינת לזמן קצר בתחילתו ובסיומו של ליקוי חמה מלא, כאשר הפוטוספירה מוסתרת על ידי הירח. צבעה האדמדם של הכרומוספירה נובע מפליטות אלקטרומגנטיות בקו הספקטרלי .

הכרומוספירה דלילה מאוד. צפיפותה קטנה פי כ-10,000 מצפיפות הפוטוספירה, והיא משתנה מ-2x10-7 גרם לסמ"ק בגבולה הפנימי ל-1.5x10-14 גרם לסמ"ק בשכבת הגבול העליונה שלה. טמפרטורת הכרומוספירה עולה בהדרגה עם הגובה, ומגיע ל-20,000 מעלות קלווין בקצה העליון. בחלקה העליון של הכרומוספירה ההליום מיונן באופן חלקי.

מעל הכרומוספירה יש שכבת מעבר דקה שעוביה כ-200 ק"מ, בה עולה הטמפרטורה בחדות מכ-20,000 מעלות קלווין בחלקה העליון של הכרומוספירה ל-1,000,000 מעלות קלווין בערך. עליית הטמפרטורה נגרמת מיינון מלא של ההליום באזור המעבר, מה שמצמצם מאוד את הקירור באמצעות קרינה של הפלזמה. קשה לצפות בשכבת המעבר מכדור הארץ, אך ניתן לצפות בה מלוויינים בחלל הרגישים לקרינה בתחום האולטרה-סגול הרחוק.

 עטרה 

ממוזער|במהלך ליקוי חמה מלא ניתן לראות את הילת השמש (קורונה) בעין בלתי מזוינת, לזמן קצר כאשר הירח מסתיר כליל את פני השמש.
העטרה, הנקראת גם הילת השמש או קורונה, מהווה את האטמוספירה העליונה של השמש. היא נראית רק בזמן ליקוי חמה. ההילה משתרעת למרחק של מיליוני ק"מ מהשמש. אך בשל צפיפותה הנמוכה לא ניתן לראותה בעין בלתי מזוינת, אלא בזמן ליקוי חמה מלא, שבו מסתיר הירח את הפוטוספירה.

ההילה סימטרית כאשר פעילות השמש מינימלית, וגועשת כאשר פעילות השמש מקסימלית. טמפרטורת ההילה מגיעה לשני מיליון מעלות קלווין, אם כי באזורים החמים ביותר שלה עשויה הטמפרטורה להגיע ל-8 מיליון עד 20 מיליון מעלות קלווין. אין הסבר מלא לטמפרטורה הגבוהה של הקורונה, אך ידוע כי לפחות חלק מהחום נוצר עקב האיחוי המגנטי. זרימה של פלזמה מהשמש אל החלל הבין-פלנטרי נקראת רוח השמש.

בהילה מופיעים ונעלמים "חורים" (Coronal holes), אזורים קרים ודלילים יחסית, שבהם קווי השדה המגנטי של השמש נמשכים לחלל הבין-פלנטרי, בניגוד לקווי השדה השכיחים בהילה, שיוצרים קשתות בין אזורים עם קוטביות מגנטית הפוכה. קווי השדה הפתוחים מאפשרים לחלקיקי רוח השמש להימלט משדה הכבידה של השמש במהירות גבוהה יותר.

 פעילות סולרית 

ממוזער|מדידות של שינויים בעוצמת קרינת השמש (Irradiance), ובמספר כתמי השמש במהלך 30 שנה, 1975–2005

 כתמי שמש מחזור סולרי 
כתמי השמש מופיעים במחזור לא לגמרי סדיר של כ־11 שנים. בשיא המחזור מתעצמת כמות הכתמים פי 10 ויותר. מאחר שהכתמים נוצרים מהפעילות המגנטית של השמש ומהתפרצויות המשחררות לחלל חלקיקים טעונים הבאות בעקבותיה, יש למחזור הכתמים השפעה גם על כדור הארץ. דוגמה להשפעה ברורה היא הפרעות תקשורת, הנוצרות מהגעת החלקיקים הטעונים לאטמוספירה. כמו כן ההשפעה על התגברות תופעת זוהר הקוטב. לא ברור אם קיימת השפעה על האקלים בכדור הארץ. ידוע רק שבסוף המאה ה-17 ותחילת המאה ה-18 חלה תקופת התקררות (תקופת הקרח הקטנה) בכדור הארץ, במקביל להפסקת תופעת כתמי השמש. שיא כתמי השמש האחרון התרחש בשנים 2000–2001.

 השפעה על כדור הארץ 

 שדה מגנטי 

חקר השמש

ממוזער|גשושיות פיוניר 6–9
הלוויינים הראשונים שתוכננו לתצפית ממושכת של השמש מהחלל היו לווייני פיוניר 6, 7, 8 ו-9 של נאס"א, ששוגרו בין השנים 1959 ו-1968. גשושיות אלו הקיפו את השמש במרחק דומה לזה של כדור הארץ וביצעו מדידות מפורטות ראשונות של רוח השמש והשדה המגנטי הסולארי. פיוניר 9 פעלה במשך זמן רב במיוחד, והעבירה נתונים עד מאי 1983.

בשנות ה-70, שתי חלליות הליוס (Helios) והטלסקופ שהורכב על תחנת החלל סקיילאב, סיפקו למדענים נתונים חדשים ומשמעותיים על רוח השמש וההילה. הגשושיות הליוס 1 ו-2 היו שיתופי פעולה של ארצות הברית וגרמניה, שחקרו את רוח השמש ממסלול אליפטי סביב שבנקודה הקרובה ביותר לשמש היה מרוחק ממנה כדי 43.432 מיליון ק"מ, קרוב יותר ממסלולו של כוכב חמה. סקיילאב, ששוגרה על ידי נאס"א ב-1973, כללה טלסקופ שהופעל על ידי האסטרונאוטים בתחנה. סקיילאב ביצעה את התצפיות הראשונות בדינמיקה של שכבת המעבר בין הכרומוספירה לקורונה ובפליטת קרינה בתחום האולטרה סגול מהילת השמש. בין התגליות – התצפיות הראשונות של חורים בהילה.
 יוליסס היא גשושית לחקר השמש שנבנתה על ידי סוכנות החלל האירופית ושוגרה באמצעות מעבורת החלל דיסקברי (משימה STS-41) ב־6 באוקטובר 1990. הגשושית הפסיקה לפעול ב־30 ביוני 2009.
 הגשושית Parker Solar Probe שוגרה במהלך שנת 2018 במטרה לחקור את אטמוספירת השמש. זאת תוך שמירה על מסלול אליפטי המאפשר לה להתקרב עד מרחק של 5.9 מיליון קילומטרים מפני השמש.
טלסקופ החלל SOHO
 Solar Dynamics Observatory – DSO

 מקור האנרגיה של השמש 
250px|ממוזער|השתקפות אור השמש על פני החול והים
שמאל|ממוזער|240px|השמש כפי שהיא נראית מכדור הארץ, מבעד לעננים
משחר ההיסטוריה ידוע שקרינת השמש חיונית לחיים על כדור הארץ, אך לקדמונים לא הייתה כל דרך למצוא מה גורם לשמש לבעור.

את הניסיון הראשון בכיוון זה עשה ב־1848 רופא גרמני בשם יוליוס מאייר (Mayer), שחישב כי אם השמש (שממדיה כבר היו ידועים באותה עת) הייתה עשויה כולה פחם, היא הייתה יכולה לספק אנרגיה בקצב הנוכחי במשך 5,000 שנה בלבד. הוא בחן גם את האפשרות שמקור האנרגיה של השמש הוא מטאוריטים הפוגעים בה, אלא שכדי להקרין די אנרגיה באופן כזה, היה על המסה של השמש לעלות עם הזמן במידה משמעותית, בניגוד לתצפיות האסטרונומיות.

ב־1854 הציעו פון הלמהולץ ולורד קלווין שמקור האנרגיה של השמש בהתכווצות הגז המרכיב אותה. הם חישבו שבאופן כזה תוכל השמש לבעור כשלושים מיליון שנה. בתחילת המאה ה-20 שיער אדינגטון שהשמש מנצלת תגובות גרעיניות. מכניקת הקוונטים לא הייתה קיימת אז, וכך לא יכול היה אדינגטון להוסיף פרטים להשערה זו.

בשנת 1925 הייתה ססיליה פיין־גפושקין לאדם הראשון שקיבל דוקטורט באסטרונומיה מאוניברסיטת הרווארד. בתוקף עבודתה הייתה הראשונה שפירשה נכון את ספקטרום אור השמש, והראתה שהשמש עשויה בעיקר ממימן ומעט הליום.

ב־1938 הציע הנס בתה סדרה מורכבת של תגובות גרעיניות המתאימות לטיפוסי הקרינה הנפלטים מן השמש; תגובות אלה הן הבסיס למה שמכונה היום "המודל הסטנדרטי של השמש". לפי בתה, בשרשרת תגובת של היתוך גרעיני המכונה שרשרת פרוטון־פרוטון, בסך הכול 4 אטומי מימן הופכים לאטום אחד של הליום (למעשה, 6 אטומי מימן מגיבים ליצור אטום הליום אחד, תוך פליטה של 2 אטומי מימן). 0.71% מהמסה החסרה הופך לאנרגיית חום, הקורנת מן הפוטוספירה. בקצב הקרינה שלה השמש יכולה לפעול כ־10 מיליארד שנים, וכיוון שהיא כבר קיימת כ־4.6 מיליארד שנים, הרי שנותרו לה עוד 5.4 מיליארד שנים להקרין אנרגיה.

 השמש בתרבות האנושית 

שמאל|ממוזער|250px|ליפן המכונה גם "ארץ השמש העולה", דגל שבו עיגול אדום המסמל את דיסקת השמש על גבי רקע לבן. משמעות שמה של יפן ביפנית היא "מקור השמש". גרסה מפורסמת נוספת של הדגל הוא דגל השמש העולה
לאורך ההיסטוריה האנושית, ראו תרבויות שונות בשמש גוף מקודש. היסטוריונים למדו מהספרות ומהמיתולוגיות השונות כי עמים סגדו לשמש והאנישו אותה בדמות אלי שמש שונים. פעמים רבות ייחסו תרבויות שונות יכולות וכוחות גדולים יותר לאלי השמש שלהם ביחס לשאר האלים.

כמעט בכל תרבות ניתן למצוא אל שמש: בהינדואיזם מתוארת השמש בצורה הנראית של אלוהים שאותה יכולים לראות הכול מדי יום ביומו וסוריא הייתה אלת השמש הראשית. בתרבות הכנענית השמש הייתה אלה ששמה היה שמש או שפש, וכינויה היה "מנורת האלים". במיתולוגיה מצרית אל השמש היה רע. אמונה רווחת הייתה כי האל שט בסירת השמש, ובלילה הוא עובר בשאול, מתחת לפני הקרקע או במנהרה תת־קרקעית. בפירמידות שונות נמצאו סירות שמש שמטרתן הייתה להשיט את נשמתו של הנפטר לעבר השמש אל חיי נצח. גם תרבויות עתיקות באמריקה, כדוגמת בתרבות האינקה ותרבות האצטקים סגדו לשמש ולאלים שלה.

באסטרולוגיה העתיקה חולקו ימי השבוע לשבעת כוכבי הלכת כך שיום ראשון הוא בשליטת השמש. מכך נובע במספר שפות שיום ראשון נקרא מילולית "יום־השמש" (כגון, אנגלית: Sunday; גרמנית: Sonntag; דנית: Søndag).

יהדות
על פי התורה, אלוהים ברא את השמש ביום הרביעי של ששת ימי הבריאה. היהדות אוסרת על כל אמונה בשמש כאל ועל פולחן אליה. בתפילת שחרית, אותה מתפללים לפי היהדות בכל בוקר, הוקדשה ברכה מיוחדת המשבחת את ה' על יצירת המאורות, בהם השמש. בנוסף, ברכת החמה, בה מודים ומשבחים את האל על בריאת השמש וקיומה, נאמרת בכל תחילת מחזור של 28 שנים כאשר השמש מגיעה לנקודה שבה הייתה בשעת בריאתה (לפי סיפור הבריאה בספר בראשית) באותו יום בשבוע (רביעי) ובאותו זמן ביממה (תחילת הלילה).

הלוח העברי מבוסס בעיקרו על מחזוריות של היראות הלבנה תוך כדי תיאום לשנה השמשית. מדי כשנתיים או שלוש שנים, על פי מחזוריות קבועה, מוסיפים חודש (אדר א') לשנה, מעשה הנקרא עיבור השנה, כדי לתאם את שנת החמה עם חודשי הלבנה, כך שחג הפסח יישמר בעונת האביב, כמו שכתוב בפסוק .

לוח השנה במגילות קומראן, שנוסד על פי ספר מהלך המאורות, מבוסס על מהלך השמש בלבד. השנה מחולקת לארבע תקופות, המתחילות בשתי נקודות השוויון ובשתי נקודות ההיפוך.

 בהלכה 

הפסוק  פורש על ידי חז"ל כמקור לאיסור ליצור תבליט של שמש. ישנה מחלוקת האם גם ציור או תחריט של שמש בכלל האיסור, או רק תבליט.

יוון
בתקופות מאוחרות המשיכו גם היוונים בהאנשת השמש במיתולוגיה שלהם והאל הליוס אשר רכב על כרכרת אש בשמיים, היה יוצר את היום, ואז רוכב למחילה תת־קרקעית ובכך יוצר את הלילה. בשלבים מאוחרים היה אפולו אל השמש הראשי של היוונים.

רומא
ב-500 שנות שלטונה של האימפריה הרומית אומצו האלים השונים מהתרבות היוונית ואת הליוס החליף אל השמש סול. הכינוי "סול אינביקטוס" (Sol Invictus) שמשמעותו "השמש הבלתי מנוצחת" אומץ למספר אלי שמש נוספים והוטבע על מטבעות רומיים שונים במהלך המאה ה־3 והמאה ה־4.

נצרות
חוקרי האיקונוגרפיה הנוצרית מצאו דימויים רבים המזהים את ישו עם השמש, כגון הכתר הזוהר, הכרכרה הבהירה, ויש המשערים כי המשיכה הנוצרית ל־25 בדצמבר מקורה בטקסים פגניים לציון אל השמש.

 לקריאה נוספת 
 צפריר קולת, אטלס השמים הישראלי, מפה, 2004
 טימותי פריס, מכת שמש, נשיונל ג'יאוגרפיק ישראל, יוני 2012

 קישורים חיצוניים 






 כתבות ומאמרים בנושא השמש, באתר סוכנות החלל הישראלית
 הספר העולמי: השמש, באתר נאס"א 
 דף נתונים על השמש, באתר נאס"א 
 צילום וידאו של השמש, באתר נאס"א 
 אתר טלסקופ החלל Solar Dynamics Observatory, באתר נאס"א 







הערות שוליים

*
קטגוריה:מערכת השמש
קטגוריה:כוכבי הסדרה הראשית מסוג G
קטגוריה:מקורות אור