Solen

 Solen

Fakta

•      Gennemsnitlig afstand fra Jorden 149.600.000 km
•      Tidsafstand ved lysets hastighed 8,31 minutter
•      Tilsyneladende lysstyrke: -26,8 m og den absolutte lystyrke er+4,83 M
•      Diameter: 1,392 millioner kilometer
•      Jordmasser: 333.400 m⊕
•      Massefylde: 1410,2 kg/m³
•      Tyngdeacceleration ved overfladen 274m/s²      
•      Overfladetemperatur 5.780 K eller 5.500 C
•      Temperatur i corona 500.000 K eller 499.726 C
•      Omdrejningstid ved ækvator 27 dage 6 timer 12 minutter
•      Omløbstid om galaksens centrum 220 millioner år eller 2,2*10⁸
•      Indhold af grundstoffer Brint (H) 73,46 %, helium (He) 24,85%, ilt (O)         0,77%, andre jern (Fe), svovl (S), neon (Ne), kvælstof (N), Silicium (Si)       magnesium (Mg) og kulstof (C)
•      Spektralklasse 2GV – vil sige at 2G er temperaturen og romertal V                 betyder den er i hovedserien. Herom senere ved beskrivelse stjerner.

Solen er ”vores” stjerne og er kun én af hundreder af hundredemillioner stjerner i vores galakse, Mælkevejen. Den er drivkraften for der er liv på Jorden. Den udgør 98% af solsystemets masse. Desuden har solen også en kæmpe indflydelse på klimaet og tidevandet i verdenshavene. Den står for en 1/3 af tidevandets bevægelser, og resten skyldes månen. Solen er placeret 26.000 lysår fra centrum i Orionarmen af Mælkevejen der indeholder mellem 200 og 400 millioner stjerner. Mælkevejen er en del af Den Lokal Galaksehob med ca. 50 galakser, som igen er en del af superhoben Virgo.

Man regner med der findes 100 millioner sole af samme størrelsesklasse G2 og lyser klarere end de fleste, da de fleste er koldere røde dværge med lang levetid. Solen kredser omkring galaksens centrum med 217 km/s. Det svarer til et lysår for hver 1.400 år eller 1 AU hver 8. dag. 1 AU=afstanden til solen fra Jorden. Nærmeste stjerne er Proxima Centauri ca 4,22 lysår væk.

Solarkonstanten er den effekt solen afgiver til Jorden pr. m²/minut og er 1.370 Watt, men dog mindre på grund af atmosfæren og mest vinkelret på og i klart vejr, og vil ligge omkring 1.000 Watt. Det udnyttes til panternes fotosyntese og menneskers fremstilling af elektricitet. Den energi der oplagret i kul og olie stammer oprindelig fra sollys.

Sollyset består af forskellige bølgelængder. Ultraviolet lys har antiseptiske virkning og kan udnyttes til sterilisation af redskaber. Desuden fremmer de produktion af D-vitamin hos mennesker, men kan også forårsage solskoldning og hudkræft på lang sigt. Solen er magnetisk aktiv stjerne som skifter i styrke i cyklusser af 11 år. Dette forårsager solvind der også varierer i styrke og forårsager blandt nordlys og sydlys.

Trods det er vores er der stadig mange åbne spørgsmål. Hvorfor er temperaturen i dens ydre atmosfære 1 million K og kun lidt under 6 K ved overfladen. Solpletter og fysikken i soludbrud og protuberans (solfakler). Samt der stadig forskes i Solens oprindelse.

Solen menes at være dannet for 4,57 milliarder år siden i gassky og er af 3. generations stjerner og kan være igangsat af chokbølger fra en supernovaeksplosion. Det er grunden til der er store forekomster af tunge grundstoffer i solsystemet der dannes ved neutronabsorption.  Supernovaeksplosioner beskrives senere. Solens alder er bestemt ved noget der hedder nukleokosmokronologi eller bare kosmokronologi. Dette minder meget om kulstof-14-metoden, men man bruger uran og thorium til dette ved at kigge på deres isotoper. Solen er igennem omkring halvdelen af dens levetid i befinder sig stadig i hovedserien i Hertzsprung-Russell-diagrammet. Det er et koordinatsystem hvor man placerer stjerner i forhold til deres visuel lysstyrke i forhold til deres afstand. Det er opfundet uafhængigt af hinanden i 1905 er danske Ejnar Hertzsprung og amerikaneren Henry Russel. Deres metoder blev fusioneret i 1933 af svenskeren Strömgreen. Dette diagram beskrives senere.

Solen omdanner 4 millioner tons stof (H) hvert sekund til 0,7% til energi og resten til helium (He) ved fusionsprocesser i solens indre grundet det enorm tryk og høje varme. Den har brint nok til at kunne forsætte 5 milliarder år endnu. Når brinten i kernen er opbrugt, vil den ikke blive ti len supernovaeksplosion, men den vil trække sig sammen og begynde en fusionsproces i skallen uden om kernen der foregår langt hurtigere end hidtil og den vil udvikle sig til en rød kæmpestjerne og begynde at vandre i HR-diagrammet. Fusion af helium vil begynde ved 100 millioner Kelvin og der vil blive produceret carbon (C) og Ilt (O). På et tidspunkt vil atmosfæren på Jorden være blæst ud i verdensrummet og alt vand være fordampet omkring om 2 milliarder år viser visse teorier. Det er tidligere end hidtil antaget.  

Efter fasen som rød kæmpestjerne vil de yderste lag fra solen blæses ud og afstødes som en planetarisk tåge. Den ekstremt varme kerne vil blive tilbage og afkøles langsomt og aftage i lysstyrke og blive til en hvid dværg og forblive sådan i mange milliarder af år. En hvid dværg består typisk af de stoffer den har fusioneret sig til efter størrelse.

Solens kerne strækker si fra centrum til 25% af dens radius o tætheden er 150.000 kg/m³ altså 150 gange tættere end vand på Jorden. Temperaturen er 15,7 millioner K. SOHO fra 1995 missionen antyder at kernen roterer hurtigere end de ydre lag. SOHO er i øvrigt stadig aktiv. Kernen er det eneste sted der er varmt nok til at starte en fusion af brint (H) til helium (He). Stjernes andre lag opvarmes af den energi der strømmer ud fra kernens fusionsprocesser for til sidst at undslippe til rummet som sollys og eller som kinetisk energi fra partikler. Fusionsprocessen sker i den såkaldte p-p (proton-proton) -kæde. Der omdannes ca. 564 millioner brintkerner til 560 ton helium. Vægttabet er omsat til energi. Egentlig er solkernen for kold til fusion men det sker alligevel i en den kvantemekaniske tunneleffekt, hvor det kun sjældent kan lade sig gøre, selv om den kinetiske værdi er for lille. Det således heldigt for så løber fusionsprocessen ikke ”løbsk” som i de meget store stjerner. Levetiden er derfor meget længere for solen. Fotonernes rejsetid fra kernen er langsommelig proces, så det lys vi ser i dag er varierer fra 17.000 til 50.000.000 år og lyset er således gammel når det undslipper solen og rammer for eksempel Jorden.    

Kulturhistorisk har solen en enorm betydning og jeg vil ikke komme ind på alle elementer her, da der kunne skrive bøger om dette. Solen er ofte i mange kulturer tillagt guddommelige karakterer. Alt fra Kina, til Indien, Egypten, Stonehenge, bronzealderen i Danmark, oldtidens Grækenland og sikkert også de tidlige amerikanske kulturer.

Kilder: Wikipedia, Solsystemet v/Ib Lundgaard Rasmusen, lex.dk, Niels Bohr Instituttet, NASA og ESA