Solen

Vi tänker inte på solen som en stjärna eftersom den syns på dagen medan andra stjärnor syns på natten. Men det är i själva verket solen som skapar det vi kallar dag och dess starka ljus gör att de andra stjärnorna under dagen inte syns på grund av de långa avstånden. Det tar cirka 8 minuter och 20 sekunder för ljuset att färdas från solen till jorden.

Himlakropp och stjärnhimmel

Kortfakta om solen

Ålder 4,5 miljarder år
TempEratur 15 miljoner grader (i solens mitt)
Storlek (Diameter) 1,4 miljoner km
Massa 1,3 miljoner gånger jordens
Avstånd från jorden 150 miljoner km
Temperatur (inre delen) 15 miljoner grader
Temperatur (ytan) 5 700 grader
Består av ca 73 % väte, 25 % helium, 2% metall

Grundläggande fakta

Solen i vårt solsystem är en stjärna och tillhör den kategori av stjärnor som kallas typ G se Spektraltyper).

Solen utgör centrum av solsystemet, därav dess namn. Ibland använder man begreppet heliocentrisk världsbild som beskriver jorden i omloppsbana kring solen till skillnad från en geocentrisk världsbild med jordens som världsalltets centrum (en äldre uppfattning som särskilt var rådande under medeltiden, med rötter i antiken och det ptolemaiska systemet, då man också trodde att solsystemet utgjorde hela universum). Det är solens gravitation som håller planeterna, asteroiderna och kometerna i solsystemet samman.

Vår sol är långt större än de planeter som kretsar kring den. Den är 750 gånger större än alla planeterna i systemet tillsammans och dess volym är över en miljon gånger jordens (den är ca 100 gånger bredare än jorden mätt i diameter).

Åldern på vår sol beräknas till cirka 4,5 miljarder år. Den bildades cirka 1 miljon år efter solsystemet började ta form ur ett gigantiskt moln av gas och stoft, solnebulosan. I solnebulosan drogs det merparten av materien mot centrum, vilket gjorde att solens massa blev överlägset större än alla andra himlakroppar som bildades (solens massa utgör 99,8 % av all materia i solsystemet).

Solen är livgivande för livet på vår jord. Den gör att dagarna är ljusa och varma. Den är också orsaken till varför det blåser. Varm luft är lättrörligare än kall luft.

Ordet helios är det grekiska ordet på solen.

Solens uppbyggnad

Glödande solSolen är ett glödande gasklot som består av väte och helium vars mitt uppgår till en temperatur på 15 miljoner grader. Solens yta (fotosfären) består av ett cirka 100 kilometer tjockt lager av plasma. Solen omges av en atmosfär som utgörs av den inre kromosfären och den yttre koronan. Det tunna skikt som kallas korona sträcker sig miljoner kilometer ut i rymden.

På grund av det gravitionella trycket uppstår fusioner i solens kärna. Detta kallas termonukleär fusion och i processen bildas större atomer av mindre atomer. Kärnreaktionerna får väte att omvandlas till helium, vilket i sin tur skapar energi. Mängden energi är oerhörd då miljoner ton väte varje sekund omvandlas till miljoner ton helium. I samband med detta sker en förlust av massa, men med tanke på den oerhörda massan som solen består av kan förbränningen ändå pågå i miljarder år. Energi avges sedan från ytan som strålning. En stor del av detta i form av det solljus som lyser upp dagarna på jorden och ger värme (den temperatur som solen medför på jorden är i närapå konstant under i stort sett hela jordens historia, enligt vad analyser visat. Men det finns cykler av kortare och längre perioder som uppvisar skillnader varav de längre tros ha kunnat orsaka jordens istider.

Cirka 10 % av solens strålning är ultraviolett strålning (UV-strålning). Denna strålning kan vara skadlig i höga doser. Som tur är blockeras den mesta av UV-strålningen av atmosfären (atmosfären har under senare år blivit tunnare som resultat av klimatförändringar, vilket innebär en risk för högre strålningsdoser, det talas ibland om hål i atmosfären).

Kärnreaktionerna är något som är unikt för solar, vilket inte sker i planeters inre, och genom denna process uppstår flera grundämnen. Flera av de grundämne som finns i universum är resultat av just denna termonukleära fusion i stjärnor. Det är skälet till att grundämnen som väte och helium finns i universum.

Varför lyser solen?

Det är fusionen som gör att ljus och partiklar sänds ut från ytan, där utbrott av hetta och energi blivit plasma, och når oss på jorden som solstrålar. Solljus kan i en formel förklaras som:

Solljus = massa som omvandlats till energi.

Att solen plötsligt en dag skulle slockna är bortom sannolikhetens ramar. Stjärnor av solens typ är stabila i den mån att deras livslängd och beteende i stort kan beräknas, detta på grund av den jämvikt som råder mellan inre strålningstryck och yttre gravitionstryck.

När slocknar solen?

Människan och de andra livsarter som lever på jorden är dömda att upplösas i den kosmiska glömskan. Varje plats i universum har sin begränsade tid för positiva livsbetingelser. Om livet på jorden överlever långt in i fjärran tider trots de hot som existerar kommer det ändå finnas en bestämd gräns då livet på jorden måste gå under och den är kopplad till vår sol.

En stjärna brinner inte för evigt. Vår sol har en ändlig livstid och den kommer en dag ha förverkat sitt bränsle. Det dröjer dock enligt beräkningar ännu cirka 5 miljarder år [not beräkningar av solens framtida utplåning grundas på mätningar av kvarvarande väte]. Under solens slutfaser kommer den först expandera till en oerhörd storlek, vilket gör den till en röd jätte, och dess gränser kommer nästan nå fram till jorden (exakt hur nära finns endast osäkra beräkningar om). Sedan kommer den expandera och förvandlas till en vit dvärg. Dess storlek kommer då vara ungefär i nivå med jordens, fast med överlägset mycket högre densitet.

Stjärnors explosioner

Vad som orsakar att vissa stjärnor exploderar är att en del av massan försvinner vid fusionsprocesserna och omvandlas till energi. Solen kommer med tiden förbrukat allt sitt väte i fusionerna och kommer då fortsättningsvis bestå av helium. Det skapar ojämnvikt mellan solens materia och gravitationen som pressar mot solen. När denna ojämlikt först inträder kommer solens heliumkära slås samman till en kolkärna.

Kategorin röda stjärnor är en av det typer av stjärnor som upphör i en explosion, en supernova. Ett exempel på en röd stjärna är vår mest närbelägna stjärna utöver solen, Proxima Centauri. Denna stjärna kommer existera många gånger längre än universums nuvarande ålder. Till skillnad mot solen vars ljus kan blända oss är Proxima Centauri inte synlig från jorden med blotta ögat.

Kommer solen explodera? Då en stjärna måste uppnå en viss massa för att explodera som en supernova kommer vår sol inte explodera då dess massa inte är tillräcklig för att detta ska ske.

Solstormar

Solen är snarare våldsam än lugn och den sprutar ut varma gaser på dess yta. Den skickar också ut strålning eller partiklar som solvindar i solsystemet, vilka kan påverka livet på jorden. Dessa som även kallas solstormar kan orsaka störningar på elnät och skada satelliter. I de värsta av tänkbara scenarier kan elnätet slås ut helt på stora områden och om elkraftssystemens transformatorer förstörs kan hela städer bli utan elektricitet och det kan dröja innan skadorna åtgärdats.

UV-strålar från solen är inte direkt skadliga, men långvarig exponering kan vara ohälsosam. Jordatmosfären där ozonlagret är en viktig del då dess lager absorberar UV-strålning är nödvändigt skydd för livet på jorden. Detta är anledningen till varför astronauter i rymden måste skyddas från solstrålning (på månen t.ex. är strålningsdosen 200 gånger större än på jorden). Deras dräkter är bland annat konstruerade för att ge skydd från solens strålning, men det är svårt att konstruera dräkter som ger fullt skydd.

Även flygresenärer är extra utsatta av solens UV-strålar. På flygresor får vi bara skydd av en del av jordatmosfärens skikt. För den som flyger kan det därför vara en god idé att använda någon form av skydd mot solstrålar, särskilt vid fönsterplatser, såsom skyddande kläder eller solskyddskräm.

Jordens magnetfält är ett ytterligare skydd mot solpartiklar. Fältet gör att de flesta av partiklarna aldrig når jorden.

Solfläckar

Solfläckar är mörka fläckar på jordens yta som uppstår på grund av att energin från solens inre inte når upp till ytan på grund av dess magnetfält. Fläckarna som är temporära (de varar i ca 10 år) och uppstår några tusentals kilometer i diameter. De kan ses med teleskop och är tydligare under perioder då solen är aktiv.

Spektraltyper

Det finns olika spektraltyper av stjärnor och solen är en stjärna av kategorin typ G (eller G2), vilket innebär att den är mellanstor stjärna och har en gul färg. Trots des enorma storlek i relation till dess näraliggande planeter och månar finns det stjärnor som är 100 gånger större än vår sol. Det finns också solsystem med mer en än stjärna.

Textkällor

  • Solsystemet (2014) Hughes, David W. och Stott, Carole (övers. Ljungström, Cecilia)
  • http://fy.chalmers.se/~f3aamp/dd/VVV/Svart/stjarna.html
  • https://solarsystem.nasa.gov/solar-system/sun/in-depth/
  • https://sv.wikipedia.org/wiki/Stj%C3%A4rna#Spektraltyp

Bildkälla

Wiki commons
Månen hemisfär

Månen

Satelliten som kretsar kring jorden och bland annat ger upphov till tidvatten.
Jorden hemisfär

Jorden

Den tredje innersta planeten i vårt solsystem och vår hemplanet.
Text med formel för ljusets hastighet

Ljushastighet

Inget färdas snabbare än ljuset. Ljusets hastighet tjänar också som längdenhet i form av ljusår, ljustimmar och ljusminuter.