Solen: fakta, struktur, kärnfusion och påverkan på jorden

Solen är en huvudsekvensstjärna av G-typ. Solen har ungefär 99,86 % av solsystemets massa. Solen har en absolut magnitud på +4,83. Den beräknas vara ljusare än cirka 85 % av stjärnorna i Vintergatan. Solen är en population I-stjärna. Det innebär att det är en metallrik ganska ung stjärna.

Solen är det ljusaste objektet på jordens himmel. Den har en synlig magnitud på -26,74. Det tar 8 minuter och 19 sekunder för ljuset att färdas från solens horisont till jordens horisont.

Ursprung

Forskarna tror att solen startade från ett mycket stort moln av damm och små isbitar för cirka 4,567 miljarder år sedan.

I mitten av det enorma molnet fick gravitationen materialet att samlas till en boll. När den blev tillräckligt stor startade det enorma trycket inuti en fusionsreaktion. Den energi som frigjordes fick bollen att värmas upp och lysa.

Den energi som solen utstrålade tryckte bort resten av molnet från sig själv, och planeterna bildades av resten av detta moln.

Hur det fungerar

• I dess centrum kolliderar väteatomer med varandra vid hög temperatur och högt tryck så att de smälter och bildar heliumatomer. Denna process kallas kärnfusion.

Solen kan också användas som en källa till solenergi.

Solen och allt som kretsar kring den befinner sig i Vintergatan. Solen kretsar runt Vintergatans centrum. Den tar med sig allt i solsystemet. Solen rör sig med 820 000 km i timmen. Med den hastigheten tar det ändå 230 miljoner år för en hel omloppsbana.

Eftersom solen består av gas, kommer och går ytliga egenskaper. Om man tittar på solen genom ett speciellt solteleskop kan man se mörka områden som kallas solfläckar. Dessa områden orsakas av solens magnetfält. Solfläckarna ser bara mörka ut eftersom resten av solen är mycket ljus.

Vissa rymdteleskop, inklusive de som kretsar runt solen, har sett enorma bågar av solens materia som plötsligt sträcker sig ut från solen. Dessa kallas för solprotenser. Solprolinenser finns i många olika former och storlekar. Vissa av dem är så stora att jorden skulle kunna få plats inuti dem, och några är formade som händer. Solutbrott kommer och går också.

Solfläckar, prominenser och utbrott blir sällsynta, och sedan många, och sedan sällsynta igen, vart elfte år.

Fotosfären

Detta är solens yta. Det ljus som jorden tar emot från solen strålar från detta skikt. Under detta skikt är solen ogenomskinlig, eller ogenomskinlig för ljus.

Solen består huvudsakligen av väte och helium. Alla grundämnen som är tyngre än väte och helium utgör mindre än 2 % av solens massa.

Solens kemiska sammansättning hämtades från det interstellära mediet. Vätet och det mesta av heliumet i solen skulle ha producerats genom Big Bang-nukleosyntes under universums första 20 minuter. De tyngre grundämnena producerades av stjärnor som dog innan solen bildades. De tyngre grundämnena släpptes ut i det interstellära mediet när stjärnan exploderade som en supernova.

Solens atmosfär består av fem lager. Kromosfären, övergångsregionen och koronan är mycket varmare än solens yttre fotosfäryta. Man tror att Alfvénvågor kan passera igenom för att värma upp koronan.

Zonen med lägsta temperatur, som är solens kallaste skikt, ligger cirka 500 kilometer ovanför fotosfären. Det har en temperatur på cirka 4 100 K (3 830 °C; 6 920 °F). Denna del av solen är tillräckligt kall för att enkla molekyler som kolmonoxid och vatten ska kunna bildas. Dessa molekyler kan ses på solen med speciella instrument som kallas spektroskop.

Kromosfären är det första skiktet på solen som kan ses, särskilt under en solförmörkelse när månen täcker större delen av solen och blockerar det starkaste ljuset.

Solens övergångsregion är den del av solens atmosfär som ligger mellan kromosfären och den yttre delen som kallas korona. Den kan ses från rymden med hjälp av teleskop som kan känna av ultraviolett ljus. Övergången sker mellan två mycket olika skikt. I den nedre delen berör den fotosfären och gravitationen formar dragen. I den övre delen berör övergångsskiktet koronan.

Koronan är solens yttre atmosfär och är mycket större än resten av solen. Koronan expanderar ständigt ut i rymden och bildar solvinden, som fyller hela solsystemet. Medeltemperaturen i koronan och solvinden är cirka 1 000 000-2 000 000 000 K (1 800 000-3 600 000 °F). I de varmaste områdena är den 8 000 000-20 000 000 000 K (14 400 000-36 000 000 000 °F). Vi förstår inte varför koronan är så varm. Den kan ses under en solförmörkelse eller med ett instrument som kallas koronagrafi.

Heliosfären är solens tunna yttre atmosfär, fylld av solvindsplasma. Den sträcker sig ut över Plutos bana till heliopausen, där den bildar en gräns där den kolliderar med det interstellära mediet.

En solförmörkelse uppstår när månen befinner sig mellan jorden och solen. Den senaste totala solförmörkelsen inträffade den 26 december 2019 och var synlig från Saudiarabien, Indien, Sumatra och Borneo, med en partiell solförmörkelse synlig i Australien och stora delar av Asien.

En månförmörkelse inträffar när månen passerar genom jordens skugga, vilket endast kan ske under fullmåne.Antalet månförmörkelser under ett år kan variera mellan 0 och 3. Partiella förmörkelser är 7-6 gånger fler än totala förmörkelser.

Astrofysiker säger att vår sol är en huvudföljdstjärna av G-typ som befinner sig mitt i sitt liv. Om ungefär en miljard år kommer den ökade solenergin att koka bort jordens atmosfär och hav. Om ytterligare några miljarder år tror de att solen kommer att bli större och bli en röd jättestjärna. Solen skulle då vara upp till 250 gånger större än sin nuvarande storlek, så stor som 1,4 AU (210 000 000 kilometer) och kommer att svälja jorden.

Jordens öde är fortfarande lite av ett mysterium. På lång sikt är jordens framtid beroende av solen, och solen kommer att vara ganska stabil under de kommande fem miljarder åren. Beräkningar tyder på att jorden kan komma att flytta sig till en större omloppsbana. Detta beror på att ungefär 30 % av solens massa kommer att blåsa bort i solvinden. På mycket lång sikt kommer jorden dock troligen att förstöras när solen ökar i storlek. Stjärnor som solen blir senare röda jättar. Solen kommer att expandera bortom banor för Merkurius, Venus och förmodligen jorden. I vilket fall som helst skulle havet och luften ha försvunnit innan solen når det stadiet.

När solen når en punkt där den inte längre kan bli större kommer den att förlora sina lager och bilda en planetarisk nebulosa. Slutligen kommer solen att krympa till en vit dvärg. Under flera hundra miljarder eller till och med en triljon år kommer solen att blekna till en svart dvärg.

• Lang, Kenneth R. (2001). Cambridge Encyclopedia of the Sun. Cambridge University Press. ISBN 9780521780933.