Reise gjennom solsystemet: Solen vår

VICTOR HABBICK VISIONS/Science Photo Library/Getty Images

I tillegg til å være den sentrale kilden til lys og varme i vårt solsystem, har solen også vært en kilde til historisk, religiøs og vitenskapelig inspirasjon. På grunn av den viktige rollen Solen spiller i livene våre, har den blitt studert mer enn noe annet objekt i universet, utenfor vår egen planet Jorden. I dag fordyper solfysikere dens struktur og aktiviteter for å forstå mer om hvordan den og andre stjerner fungerer.

Solen Fra Jorden

Den sikreste måten å observere solen på er å projisere sollys gjennom fronten av teleskopet, gjennom okularet og på et hvitt ark. ALDRI se direkte på solen gjennom okularet med mindre det har et spesielt solfilter. Carolyn Collins Petersen

Fra vårt utsiktspunkt her på jorden ser solen ut som en gul-hvit lyskule på himmelen. Den ligger rundt 150 millioner kilometer unna Jorden, i en del av Melkeveien-galaksen kalt Orion-armen.

Å observere solen krever spesielle forholdsregler fordi den er så lys. Det er aldri trygt å se på det gjennom et teleskop med mindre teleskopet ditt har et spesielt solfilter.

En fascinerende måte å observere solen på er under en total solformørkelse . Denne spesielle hendelsen er når månen og solen står på linje sett fra vårt synspunkt på jorden. Månen blokkerer solen ute for en kort stund, og det er trygt å se på den. Det folk flest ser er den perlehvite solkoronaen som strekker seg ut i verdensrommet.

Innflytelse på planetene

Solen og planetene i deres relative posisjoner. EN FELLE

Tyngdekraften er kraften som holder planetene i bane rundt i solsystemet. Solens overflatetyngdekraft er 274,0 m/s^to. Til sammenligning er jordens gravitasjonskraft 9,8 m/s^to. Folk som sykler på en rakett nær overflaten av solen og prøver å unnslippe gravitasjonskraften, må akselerere med en hastighet på 2 223 720 km/t for å komme seg unna. Det er noen sterk tyngdekraften!

Solen sender også ut en konstant strøm av partikler kalt 'solvinden' som bader alle planetene i stråling. Denne vinden er en usynlig forbindelse mellom solen og alle objektene i solsystemet, og driver sesongmessige endringer. På jorden påvirker denne solvinden også strømmer i havet, vårt daglige vær , og vårt langsiktige klima.

Masse

Solen dominerer solsystemet med masse og gjennom dets varme og lys. Noen ganger mister den masse gjennom prominenser som den som vises her. Stocktrek/ Digital Vision/ Getty Images

Solen er massiv. Etter volum inneholder den mesteparten av massen i solsystemet – mer enn 99,8 % av all massen til planetene, månene, ringene, asteroidene og kometene til sammen. Den er også ganske stor, og måler 4 379 000 km rundt ekvator. Mer enn 1 300 000 jorder ville passet inn i den.

Inne i solen

Solens lagdelte struktur og dens ytre overflate og atmosfære. NASA

Solen er en kule av overopphetet gass. Materialet er delt inn i flere lag, nesten som en flammende løk. Her er hva som skjer i solen fra innsiden og ut.

For det første produseres energi i selve sentrum, kalt kjernen. Der smelter hydrogen sammen og danner helium. Fusjonsprosessen skaper lys og varme. Kjernen varmes opp til mer enn 15 millioner grader fra fusjonen og også av det utrolig høye trykket fra lagene over den. Solens egen tyngdekraft balanserer ut trykket fra varme i kjernen, og holder den i en sfærisk form.

Over kjernen ligger de strålings- og konveksjonssoner. Der er temperaturene kjøligere, rundt 7000 K til 8000 K. Det tar noen hundre tusen år før fotoner av lys unnslipper fra den tette kjernen og reiser gjennom disse områdene. Til slutt når de overflaten, kalt fotosfæren.

Solens overflate og atmosfære

Et bilde av solen i falske farger, sett av Solar Dynamics Observatory. Stjernen vår er en gul dverg av G-type. NASA/SDO

Denne fotosfæren er det synlige 500 km tykke laget som det meste av solens stråling og lys til slutt slipper ut fra. Det er også opprinnelsespunktet for solflekker . Over fotosfæren ligger kromosfæren ('fargekulen') som kan sees kort under totale solformørkelser som en rødlig kant. Temperaturen øker jevnt med høyde opp til 50 000 K, mens tettheten synker til 100 000 ganger mindre enn i fotosfæren.

Over kromosfæren ligger koronaen. Det er solens ytre atmosfære. Dette er området der solvinden går ut av solen og krysser solsystemet. Koronaen er ekstremt varm, oppover millioner av grader Kelvin. Inntil nylig forsto ikke solfysikere helt hvordan koronaen kunne være så varm. Det viser seg at millioner av små bluss, kalt nanoflares , kan spille en rolle i å varme opp koronaen.

Dannelse og historie

En kunstners illustrasjon av den unge nyfødte solen, omgitt av en skive av gass og støv som den dannet seg fra. Disken inneholder materialer som til slutt vil bli planeter, måner, asteroider og kometer. NASA

Sammenlignet med andre stjerner anser astronomer stjernen vår for å være en gul dverg, og de refererer til den som spektral type G2 V. Dens størrelse er mindre enn mange stjerner i galaksen. Dens alder på 4,6 milliarder år gjør den til en middelaldrende stjerne. Mens noen stjerner er nesten like gamle som universet, omtrent 13,7 milliarder år, er solen en andregenerasjonsstjerne, noe som betyr at den ble dannet godt etter at den første generasjonen stjerner ble født. Noe av materialet kom fra stjerner som nå er borte for lenge siden.

Solen ble dannet i en sky av gass og støv som startet for rundt 4,5 milliarder år siden. Den begynte å skinne så snart kjernen begynte å smelte sammen hydrogen for å lage helium. Den vil fortsette denne fusjonsprosessen i ytterligere fem milliarder år eller så. Så, når den går tom for hydrogen, vil den begynne å smelte sammen helium. På det tidspunktet vil solen gå gjennom en radikal endring. Dens ytre atmosfære vil utvide seg, noe som sannsynligvis vil resultere i fullstendig ødeleggelse av planeten Jorden. Til slutt vil den døende solen krympe tilbake til å bli en hvit dverg, og det som er igjen av dens ytre atmosfære kan blåses til verdensrommet i en noe ringformet sky som kalles en planetarisk tåke.

Utforsker solen

Ulysses solar-polar romfartøy kort tid etter at det ble utplassert fra romfergen Discovery i oktober 1990. NASA

Solforskere studerer solen med mange forskjellige observatorier, både på bakken og i verdensrommet. De overvåker endringer i overflaten, bevegelsene til solflekker, de stadig skiftende magnetfeltene, fakler og koronale masseutkast, og måler styrken til solvinden.

De mest kjente bakkebaserte solteleskopene er det svenske 1-meters observatoriet på La Palma (Kanariøyene), Mt Wilson-observatoriet i California, et par solobservatorier på Tenerife på Kanariøyene og andre rundt om i verden.

Orbiterende teleskoper gir dem utsikt fra utenfor atmosfæren vår. De gir konstant utsikt over solen og dens konstant skiftende overflate. Noen av de mest kjente rombaserte soloppdragene inkluderer SOHO, Solar Dynamics Observatory (SDO), og tvilling STEREO romfartøy .

Ett romfartøy gikk faktisk i bane rundt solen i flere år; det het de Ulysses oppdrag . Den gikk inn i en polar bane rundt sola.

Redigert og oppdatert avCarolyn Collins Petersen.