Fem egenskaper hos solen

Solen är bara en av miljarder och miljarder stjärnor i den del av universum vi kan se, men det är stjärnan som ger jorden liv, så det är den där människor med rätta är mest intresserad. Om varelser från civilisationer i andra delar av galaxen någonsin kommunicerar med oss ​​offentligt, kommer de troligen att krossa alla illusioner av storhet vi kan ha om vår hemstjärna.

Visst, det ser stort och varmt ut härifrån, men jämfört med andra stjärnor är det litet och relativt coolt. Det kan vara hem för ett system av världar, men det är lika med kursen, så långt stjärnor går. "Inget att se här, folkens," kanske utomjordingarna kvittrar när de riktar sina interdimensionella rymdskydd mot mer dramatiska stjärnsystem.

Det skulle inte vara nödvändigt att avskräcka från ett sådant tråkigt möte, om det någonsin skulle inträffa. Solens fysiska egenskaper kanske inte är speciella jämfört med andra stjärnor, men dessa egenskaper har skapat människoliv, och det är inte bara speciellt; det är mirakulöst.

Det finns otaliga funktioner i solen att uppskatta, men här är fem av de mest anmärkningsvärda, plus en bonus titt på solens framtid.

Astrofysiker klassificerar solen som en gul dvärg, vilket omedelbart ger dig en uppfattning om var den står i termer av de andra stjärnorna som befolkar universum, varav några är jättar. I vetenskapliga termer klassas solen som en befolkning I, G2V-stjärna (V är romerska siffran 5).

De flesta stjärnor i vår del av galaxen är populationsstjärnor. De är metallrika, vilket betyder att de är relativt unga. Metaller produceras under de stora stjärnornas döende, och befolkning I-stjärnor föds ur skräpet från dessa stjärnor. Befolknings-I-stjärnor är vanligtvis inte mer än några miljarder år gamla. Solens ålder beräknas vara 5 miljarder år.

Bokstaven G hänvisar till solens spektralklassificering, vilket är ett mått på hur varmt och ljust det är jämfört med andra stjärnor. Det finns sju stjärnklassificeringar, betecknade med bokstäverna O, B, A, F, G, K och M. O betecknar gigantiska stjärnor som är så heta att de avger blått ljus och M betecknar svala dvärgstjärnor som avger ljus i det infraröda området. Som en gul dvärg är solen under genomsnittet i storlek och temperatur.

Den romerska siffran V betyder att solen är en huvudsekvensstjärna, vilket betyder att den är i mitten av sitt liv, under vilken fusionen av väte till helium som sker i sin kärna genererar tillräckligt tryck för att förhindra gravitation kollaps. Siffran 2 hänför sig mer specifikt till spektrala egenskaper.

Hur länge en stjärna finns kvar i huvudsekvensen beror mest på dess massa. Solen har varit i huvudsekvensen i 5 miljarder år och kommer att stanna kvar i ytterligare 5 miljarder år.

Solen är långt ifrån bara en stor boll med brinnande gas och har en komplex inre struktur som bildar fyra olika lager. Forskare delar vidare yttre skiktet, atmosfären, i tre underlag. De sex skikten av solen inkluderar kärnan, strålningszonen, konvektionszonen, fotosfären, kromosfären och koronaen.

Kärnan: Den hetaste delen av solen, kärnan, är där vätefusion sker. Gravitationskrafterna är så starka i kärnan att de pressar väte till en vätska med cirka 150 gånger vattentätheten. Kärnans temperatur är 15 miljoner grader Celsius eller 28 miljoner grader Fahrenheit.

Strålningszonen: Zonen som omger kärnan minskar i densitet med ökande radie, men den är fortfarande tillräckligt tät för att förhindra att ljus släpper ut. Strålning producerad av fusionsreaktionen som kontinuerligt sker i kärnan tar 100 000 år att studsa runt i strålningszonen innan den flyr ut i rymden.

Konvektionszonen: Konvektionszonen är ett område med hög turbulens som sträcker sig från ett djup av 200 000 km till den synliga ytan. I denna zon faller densiteten till en nivå som gör att ljus från kärnan kan omvandlas till värme. Överhettade gaser och plasma stiger, svalnar och faller igen och bildar en komplex kittel av stora bubblor, kallad konvektionsceller.

Fotosfären: Skiktet av solens atmosfär som är synligt från jorden är fotosfären. Temperaturen har svalnat till 5800 ° C. Fotosfären är märkt av solfacklor och solfläckar, som är mörka, svala områden som bildas när solens magnetfält bryter igenom till ytan.

Kromosfären: I kromosfären, som sträcker sig cirka 2000 km över fotosfären, stiger temperaturen till 20 000 C (36 032 F). Detta lager har det namn det gör eftersom färgen på det emitterade ljuset blir rödaktigt.

Korona: Solens yttersta lager, korona, är vanligtvis osynligt, men det blir synligt från jorden under en total solförmörkelse. Gasens densitet är ungefär en miljard gånger mindre än vatten, men temperaturen kan vara så hög som 2 miljoner C (3,6 miljoner F). Anledningen till denna uppgång är inte helt förstådd, men forskare misstänker att det har att göra med magnetiska stormar som ständigt förekommer där.

För andra stjärnor i universum kan solen vara en dvärg, men för människor på jorden är den obegripligt stor. En av solens vanligaste funktioner är att du kan stoppa 1,3 miljoner planeter i jorden. Om du ordnade dessa planeter sida vid sida, skulle du behöva 109 av dem för att spänna över solens diameter.

När det gäller statistik är solens diameter cirka 1,4 miljoner km (864000 mil) och dess omkrets är cirka 4,4 miljoner km (2,7 miljoner miles). Den har en volym på 1,4 × 10²⁷ kubikmeter och en massa av 2 × 10³⁰ kg, vilket är ungefär 330 000 gånger jordens massa.

Även om solen är så stor jämfört med jorden är det viktigt att komma ihåg att forskare har observerat stjärnor som är många gånger större. En av de största stjärnorna som hittills har observerats är den röda jätten Betelgeuse. Det är cirka 700 gånger större än solen och cirka 14 000 gånger ljusare. Om den tog solens plats skulle den sträcka sig så långt som Saturnus bana.

Solens magnetfält växlar polaritet vart 11: e år, och detta skapar en motsvarande cykel av solfläckar och solbländningsaktivitet. I början och slutet av varje cykel är solfläckaktiviteten svag till obefintlig, och aktiviteten är högst vid mittpunkten för varje cykel.

Solens ytaktivitet påverkar alla på jorden. Under perioder med hög ytaktivitet, när solfacklor är vanliga, blir norrsken mer uttalad och ökad strålning påverkar kommunikationen och kan till och med utgöra en hälsorisk.

Den mest kända störningen av solbländning inträffade 1859. Känd som Carrington superflare, störde det globala telegrafiska system. Om en sådan händelse inträffade idag tror vissa forskare att den skulle orsaka en global katastrof.

Eftersom solaktivitet kan ha en sådan inverkan på jorden har forskare övervakat den sedan 1755, då början av den första cykeln observerades. Sedan dess har solen upplevt 24 kompletta cykler. Den 25: e cykeln började 2019, och övergången från cykel 24 var ovanligt tyst, ett faktum som förbryllade forskare som spårar solens aktivitet.

Astronomer tror att solen och alla planeterna bildades av ett moln av rymdgas. Då gasen dragit samman under tyngdkraften började den snurra, och som du förväntar dig snurrar solen fortfarande. Att vara en stor boll av gas, det ger inte bort detta faktum lätt. Forskare vet för att de kan titta på rörelser från solfläckar på ytan.

Eftersom solen mestadels är gas, roterar olika delar av den i olika takt. Ekvatorregionen har en rotationsperiod på 25 dagar, men rotationen vid polarområdena tar 36 dagar. Dessutom beter sig kärnan och strålningszonen som en solid kropp och roterar som en enhet medan rotationen i konvektionszonen och fotosfären är mer kaotisk. Övergången mellan dessa två rotationszoner är känd som takoklin.

Kom ihåg att solen är en populationsstjärna, vilket innebär att den innehåller metaller. En av dessa är järn, och närvaron av järn i en snurrande kropp är receptet på ett magnetfält. Solens magnetfält är ungefär dubbelt så starkt som jordens, men eftersom solen är så mycket större sträcker sig fältet mycket längre. Bäras av strömmen av laddade partiklar som kallas solvinden sträcker sig de längsta sträckorna av detta magnetfält även utanför solsystemets kant.

Ingen kommer sannolikt att vara där så se det, men solen kommer så småningom att förvandlas till ett av de mest pittoreska föremålen i rymden - en planetnebulosa. Innan det händer kommer dock den gula dvärgen vi har lärt känna och är beroende av att växa och expandera tills dess yttre radie når bortom jordens bana. Solen kommer att uppsluka jorden, som kommer att upphöra att existera, men det är ingen tragedi inblandad. Det är precis vad som händer med stjärnor på storleken på solen.

Till skillnad från mycket stora, heta stjärnor, som kollapsar under sin egen vikt för att bli supernova och kontrahera i neutron stjärnor eller till och med gravitationella singulariteter som kallas svarta hål, stjärnor i storleken på solåldern mycket mer lugnt.

När solen tar slut på väte för att brinna i sin kärna, kommer den att börja kollapsa, men den intensifieras gravitationskrafter kommer att börja processen med heliumfusion, och kollapsen kommer att förvandlas till en ny period av expansion. Det yttre skalet kommer att flyta ut till nästan Mars bana och svalna, och solen kommer att bli en röd jätte.

När kärnan tar slut på smältbart material kommer den att kollapsa igen, men det yttre skalet kommer att vara för långt bort för att attraheras och kommer helt enkelt att glida iväg. Under tiden kommer den super heta kärnan att skicka ut joniserande strålar av strålning, vilket kommer att göra det diffunderande molnet, som nu är en planetnebulosa, till en upprörande färgshow.

Välkända bilder av Helix Nebula, Ring Nebula och andra interstellära underverk ger en smak av vad som väntar solen på cirka 5 miljarder år, ge eller ta en eon.