Vaikka sinulla ei olisikaan erityistä kiinnostusta tähtitieteeseen - vielä - olet epäilemättä miettinyt, mitä siellä tapahtuu että massiivinen kirkas pallo taivaalla, joka on sekä vaarallisesti kuuma että kirjaimellisesti elämää antava samalla aika. Luultavasti tiedät, että aurinko on tähti, aivan kuten lukemattomat valopisteet, jotka vievät auringon paikan yöllä pimeyden alkaessa, vain lähempänä. Saatat tietää, että sillä on oma polttoainelähteensä ja että tämä tarjonta ei ole loputon, mutta niin laaja, että sitä ei voida laskea. Luultavasti ymmärrät, että ei olisi hieno idea päästä paljon lähemmäksi aurinkoa, vaikka sinulla olisi kyky tehdä se - mutta että olisi melkein yhtä huono idea eksyä paljon kauemmas siitä kuin olet jo, noin 93 miljoonan etäisyys mailia.
Mietiskellessäsi et ehkä ole ottanut huomioon ajatusta, että aurinko ei ole yhtenäinen valopallo ja lämpöä, mutta sen sijaan sillä on omat kerroksensa, aivan kuten maapallo ja muut seitsemän aurinkokunnan planeettaa tehdä. Mitkä ovat nämä kerrokset - ja miten ihmistutkijat pystyvät edes tietämään niistä niinkin suurella etäisyydellä?
Aurinko ja aurinkokunta
Aurinko on aurinkokunnan (tästä nimi!) Keskellä ja sen osuus aurinkokunnan massasta on 99,8 prosenttia. Painovoiman vaikutusten vuoksi kaikki aurinkokunnassa - kahdeksan planeettaa, viisi (toistaiseksi) kääpiö planeettaa, näiden planeettojen ja kääpiö planeettojen kuut, asteroidit ja muut pienet elementit, kuten komeetat - pyörii aurinko. Elohopea-planeetalla kestää hieman alle 88 maapäivää yhden matkan tekemiseen auringon ympäri, kun taas Neptunus kestää melkein 165 maavuotta.
Aurinko on melko kuvaamaton tähti tähtien myötä ansaitessaan luokituksen "keltainen kääpiö". Noin 4,5 miljardia vuotta aurinko istuu noin 26000 valovuoden päässä asutun galaksin keskustasta, Linnunradalta Galaxy. Valovuosi on etäisyys, jonka valo kulkee yhdessä vuodessa, noin 6 biljoonaa mailia. Yhtä suuri kuin itse aurinkokunta, Neptunus, kaikkein kaukaisin planeetta auringosta lähes 2,8 miljardin mailin päässä, on tuskin 1/2000 valovuoden päässä auringosta.
Sen lisäksi, että aurinko toimii jättimäisenä uunina, sillä on myös vahva sisäinen sähkövirta. Sähkövirrat tuottavat magneettikenttiä, ja auringolla on valtava magneettikenttä, joka leviää läpi aurinkokunta aurinkotuulena - sähköisesti varautunut kaasu, joka lentää joka puolelta aurinkoa suunta.
Onko aurinko tähti?
Aurinko on, kuten todettiin, keltainen kääpiö, mutta se on muodollisemmin luokiteltu G2-spektriluokan tähdeksi. Tähdet luokitellaan järjestyksessä kuumimmasta viileimpään tyypin O, B, A, F, G, K tai M tähtiin. Kuumimpien pintalämpötila on noin 30000 - 60000 kelviniä (K), kun taas auringon pintalämpötila on suhteellisen leuto 5780 K. (Vertailun vuoksi Kelvin-asteet ovat samaa "kokoa" kuin Celsius-asteet, mutta asteikko alkaa 273 astetta matalammin. Toisin sanoen 0 K tai "absoluuttinen nolla" on −273 C, 1273 K on 1 000 C ja niin edelleen. Myös asteen symboli jätetään pois Kelvin-yksiköistä.) Auringon tiheys, joka ei ole kiinteä, a neste eikä kaasu ja se luokitellaan parhaiten plasmaksi (ts. sähkövarautuneeksi kaasuksi), on noin 1,4-kertainen verrattuna vettä.
Muut tärkeät aurinkotilastot: Auringon massa on 1.989 × 1030 kg ja säde noin 6.96 × 108 m. (Koska valon nopeus on 3 × 108 m / s, auringon yhdeltä puolelta tulevan valon kulkemiseen kuluu hieman yli kaksi sekuntia läpi keskiosan toinen puoli.) Jos aurinko olisi yhtä pitkä kuin esimerkiksi tyypillinen ovi, maapallo olisi suunnilleen yhtä pitkä kuin yhdysvaltalainen nikkeli reuna. Tähtiä on kuitenkin tuhannen kertainen auringon halkaisija, samoin kuin alle sadasosan leveitä kääpiötähtiä.
Aurinko laskee myös 3,85 × 1026 wattia tehoa, josta noin 1340 wattia neliömetriä kohti saavuttaa maapallon. Tämä tarkoittaa 4 × 10: n kirkkautta33 ergs. Nämä luvut eivät todennäköisesti tarkoita paljoa erikseen, mutta viitteeksi: "vain" 9: n eksponentti merkitsee miljardeja, kun taas 12: n eksponentti tarkoittaa biljoonia. Nämä ovat valtavia lukuja! Jotkut tähdet ovat kuitenkin jopa miljoona kertaa enemmän valoa kuin aurinko, mikä tarkoittaa, että niiden teho on miljoona kertaa suurempi. Samaan aikaan jotkut tähdet ovat noin tuhat kertaa vähemmän valoisia.
On mielenkiintoista huomata, että vaikka aurinko on luokiteltu parhaimmillaan vaatimattomaksi tähdeksi yleisessä järjestelmässä, se on silti massiivisempi kuin 95 prosenttia tunnetuista tähdistä. Tämän seurauksena on, että suurin osa tähdistä on hyvissä ajoin yli ja ovat sen jälkeen merkittävästi kutistuneet heidän elinaikanaan huippu miljardeja vuosia aikaisemmin, ja nyt he jatkavat vanhuudessa suhteellisen nimettömyys.
Mitkä ovat neljä aurinkoaluetta?
Aurinko voidaan jakaa neljään spatiaaliseen alueilla, joka koostuu ytimestä, säteilyvyöhykkeestä, konvektiivivyöhykkeestä ja valosfääristä. Jälkimmäinen istuu alle kahden ylimääräisen kerroksia, jota tutkitaan seuraavassa osassa. Aurinkokaavio, joka koostuu poikkileikkauksesta, kuten näkymä tarkalleen kahtia leikatun pallon sisäpuolelta, sisältäisi siten ympyrän ydin ja sen jälkeen peräkkäiset renkaat sen sisäpuolelta ulospäin, mikä merkitsee säteilyvyöhykettä, konvektiivivyöhykettä ja fotosfääri.
ydin aurinko on paikka, josta kaikki mitä maapallon tarkkailijat voivat mitata valona ja lämpönä. Tämä alue ulottuu ulospäin noin neljännekseen matkasta auringon keskustasta. Lämpötilan keskellä aurinkoa arvioidaan olevan noin 15,5 - 15,7 miljoonaa K, mikä vastaa noin 28 miljoonaa Fahrenheit-astetta. Tämän vuoksi noin 5780 K: n pintalämpötila vaikuttaa positiivisesti viileältä. Ytimen sisällä oleva lämpö syntyy ydinfuusioreaktioiden jatkuvasta sulusta, jossa kaksi molekyyliä vety yhdistyy riittävällä voimalla saadakseen ne liittymään yhteen heliumiin (toisin sanoen vetymolekyyleihin sulake.)
säteilyvyöhyke aurinko on niin nimetty, koska se on tässä pallomaisessa kuoressa - alue, joka alkaa noin neljänneksellä matkasta auringon keskustasta, missä ydin päättyy ja ulottuu noin kolme neljäsosaa matkasta auringon pintaan, jossa se kohtaa konvektiivisen alueen - että ytimen sisällä olevan fuusion vapautunut energia kulkee ulospäin kaikkiin suuntiin, tai säteilee. Yllättäen energian säteilemiseen kuluu hyvin kauan aikaa säteilyalueen paksuuden yli - itse asiassa useita satoja tuhansia vuosia! Niin epätodennäköiseltä kuin tämä todennäköisesti kuulostaa, aurinkoaikana tämä ei ole ollenkaan kovin pitkä, kun otetaan huomioon, että aurinko on jo 4,5 miljardia vuotta ikäinen ja edelleen voimakas.
konvektiivialue vie suurimman osan neljännestä auringon tilavuudesta. Tämän vyöhykkeen alussa (ts. Sisäpuolella) lämpötila on noin 2 000 000 K ja se laskee. Tämän seurauksena plasman kaltainen materiaali, joka muodostaa auringon sisäosan, on, uskokaa tai älkää, liian viileä ja läpinäkymätön, jotta lämpö ja valo voisivat jatkaa kulkemista kohti aurinkopintaa muodossa säteily. Sen sijaan tämä energia välitetään konvektion kautta, mikä on lähinnä fyysisen median käyttöä energian kuljettamiseen pitkin sen sijaan, että se antaisi sen ratsastaa yksin. (Kuplat, jotka nousevat kiehuvan veden astian pohjalta pinnalle ja vapauttavat lämpöä, kun ne nousevat, ovat esimerkki konvektiosta.) päinvastoin kuin energiaa kuluu säteilyvyöhykkeellä, energia liikkuu konvektiovyöhykkeen läpi suhteellisen nopeasti.
fotosfääri koostuu vyöhykkeestä, jossa aurinkokerrokset muuttuvat täysin läpinäkymättömiksi estäen siten säteilyn avoimiksi. Tämä tarkoittaa, että valo ja lämpö voivat kulkea esteettömästi. Valosfääri on siis aurinkokerros, josta ihmissilmälle näkyvä valo säteilee. Tämä kerros on vain 500 km paksu, mikä tarkoittaa, että jos koko aurinko verrataan sipuliin, fotosfääri edustaa sipulin ihoa. Lämpötila tämän alueen pohjalla on kuumempaa kuin se on auringon pinnalla, vaikkakaan ei dramaattisesti - noin 7500 K, ero on alle 2000 K.
Mitkä ovat aurinkokerrokset?
Kuten on todettu, auringon ydintä, säteilyvyöhykettä, konvektiivivyöhykettä ja fotosfääriä pidetään alueina, mutta kukin niistä voidaan myös luokitella yhdeksi aurinkokerroksista, joita on kuusi. Valokehän ulkopuolella on auringon ilmakehä, joka sisältää kaksi kerrosta: kromosfäärin ja koronan.
kromosfääri ulottuu noin 2000-10 000 km auringon pinnan (ts. fotosfäärin uloimman osan) yläpuolelle riippuen siitä, mitä lähdettä kysyt. Kummallista kyllä, lämpötila laskee jonkin verran ennustettavasti etäisyyden kasvaessa aluksi fotosfääri, mutta sitten alkaa nousta uudelleen, mahdollisesti auringon vaikutusten vuoksi magneettikenttä.
korona (Latinaksi "kruunu") ulottuu kromosfäärin yläpuolelle useita kertoja auringon säteeseen ja saavuttaa jopa 2 000 000 K: n lämpötilan, samanlainen kuin konvektiovyöhykkeen sisätila. Tämä aurinkokerros on hyvin heikko ja sisältää vain noin 10 atomia / cm3, ja magneettikentän viivat ylittävät sen voimakkaasti. "Virtaimet" ja kaasuputket muodostuvat näitä magneettikentän viivoja pitkin ja aurinkotuuli puhaltaa ne ulospäin, antaa auringolle sen ominainen ulkonäkö, jolla on valon jänteet, kun pääosa auringosta on hämärtynyt.
Mitkä ovat auringon ulkoiset osat?
Kuten todettiin, auringon uloimmat osat ovat fotosfääri, joka on osa aurinkoa, ja kromosfääri ja korona, jotka ovat osa auringon ilmakehää. Siten auringossa voidaan kuvata olevan kolme sisäosaa (ydin, säteilyvyöhyke ja konvektiivivyöhyke) ja kolme ulompaa osaa (fotosfääri, kromosfääri ja korona).
Useat mielenkiintoiset tapahtumat tapahtuvat auringon pinnalla tai sen yläpuolella. Yksi näistä on auringonpilkkuja, jotka muodostuvat valokehässä suhteellisen viileillä (4000 K) alueilla. Toinen on auringon soihdut, jotka ovat räjähtäviä tapahtumia pinnalla, jolle on tunnusomaista erittäin voimakas auringon ilmakehän alueiden kirkastuminen röntgensäteiden, ultravioletti- ja näkyvän valon muodossa. Nämä avautuvat muutaman minuutin pituisten jaksojen ajan ja sitten hiipuvat jonkin verran pidemmän ajanjakson tai tunnin ajan.