Solens egenskaper, delar, struktur och sammansättning

den Sol Det är en gasformig kropp som har en starkt komprimerad kärna, där energin genereras av termonukleära reaktioner.

Det är stjärnan, kring vilken jorden och andra planets banor, och som den ger ljus och värme. Han föddes för 4 600 miljoner år sedan. Även om det är en av de mer än 1.000 miljoner himmelska kropparna som utgör växtligheten i Vintergatan, är det stjärnan som lyser ljusast.

Allt liv på jorden beror på solenergi som stjärnan ger. Utan solen skulle jorden vara en mörk, livlös plats fryst i tid. 

Även om det är okänt vad hände för mer än 4 miljarder år sedan, hävdar den aktuella teorin att ett stort moln av damm och gas började svänga långsamt.

Gravity drog en tät region inom detta moln. Impulsen ökade rotationshastigheten. Denna rörelse orsakade gasen i mitten för att värma upp, vilket orsakade reaktioner som förvandlade damm och gas till fasta ämnen, vilket gav upphov till planeterna.

Den centrala saken blev mycket het och tät, vilket gav upphov till en kärnfusion som orsakade solen.

Solen är det dominerande föremålet i solsystemet på grund av sin stora dimension eftersom den innehåller 99% av systemets massa.

Dess gravitationskraft håller alla planeter i omlopp. Det är en medelstor stjärna som producerar sitt eget ljus och värme genom att bränna bränslen som väte och helium i en process som kallas kärnfusion..

Stjärnor har ett begränsat liv och solen är inget undantag, det ligger i mitten av sin livscykel på cirka tio miljarder år. Den ligger i centrum av galaxen, som har en spiralform.

Vad är solen? delar och studier om stjärnan

På avstånd verkar solen inte mycket komplex. För den gemensamma observatören är det bara en jämn, jämn boll av gas. En nära inspektion visar dock att stjärnan är i konstant turbulens. Den uppenbarligen lugna solen är en rastlös, dunklande och explosiv kropp, bländad av en intensiv och variabel magnetism.

Under senare tid kunde inte forskare förstå hur solen genererade sina magnetfält, som är ansvariga för det mesta av solaktiviteten.

De visste inte varför en del av denna intensiva magnetism koncentrerades i de så kallade solstrålarna, de grunda mörka öarna lika stora som jorden och tusen gånger mer magnetiska.

Dessutom kunde fysiker inte förklara varför solens magnetiska aktivitet varierar drastiskt, sänks och intensifieras igen var 11: e år eller så. Svaren på dessa frågor har dolts inuti solen, där dess kraftfulla magnetism genereras.

Vintergatan är cirka 100 000 ljusår i diameter och 15 000 ljusår tjocka. Inom detta rör sig solen 210 km varje sekund, och det tar 225 miljoner år att slutföra en cykel av resor.

Forskare har förvärvat mycket av sin kunskap om solen från observation från jorden under många år. Många av den nuvarande kunskapen kommer emellertid från rymdprober som har skickats på uppdrag för att utforska solen..

Dessa prober har gett korrekt information om temperaturen, atmosfären, kompositionen, det magnetiska fältet, facklor, protuberanser, solfläckar och den inre dynamiken i solen, som diskuteras i följande ruta.

Solens sammansättning

Solen är en stor boll av plasma, varmjonerad gas som innehåller 300.000 gånger mer massa än jorden.

Diametern på solen är 1,4 miljoner kilometer lång, överstiger diametern på jorden 12.760 km, även överskrider diametern av systemets största planet Jupiter utgör bara en tiondel av diametern på Sun.

De huvudsakliga element som finns i solen är väte (92%), följt av helium (7,8%) och mindre än 1% av tyngre element såsom syre, kol, kväve och neon.

Nedan är solens sammansättning konstruerad från analysen av solspektrumet. Analysen kommer från de lägre lagren av solens atmosfär, men anses vara representativ för hela solen med undantag för dess kärna. Nästan 67 element har detekterats i solspektret.

Man tror att solen är helt gasformig med en medeltäthet av 1,4 gånger så mycket som vatten. Eftersom trycket i kärnan är mycket större än på ytan, är kärnans densitet lika med åtta gånger guldens densitet och trycket är 250 miljarder gånger trycket på jordens yta.

Nästan hela solens massa är begränsad till en volym som sträcker sig endast 60% av avståndet från solens mitt till dess yta.

Solens struktur

När man studerar solens struktur delar sig solfysisterna i två huvudområden: interiören och atmosfären.

interiör

Interiören består av:

1- kärna

Det är den centrala regionen i solen, där de kärnreaktioner som omvandlar väte till helium uppträder. Dessa reaktioner släpper ut den energi som orsakar solens ljusstyrka.

För att dessa reaktioner ska äga rum krävs en mycket hög temperatur. Temperaturen nära mitten är cirka 15 miljoner grader Celsius och densiteten är ca 160 g / cm³ (det vill säga 160 gånger vattnets densitet).

Både temperaturen och densiteten minskar utåt från centrum av solen. Kärnan upptar 25% innersta radien Sol. En 175 tusen km kärna temperaturen endast halv av dess centrala värde och låg densitet 20 g / cm³.

2- Mellanliggande zon (eller radioaktiv transport).

Runt kärnan är den mellanliggande eller radioaktiva transportzonen. Detta område upptar 45% av solradiusen och är den region där energi, i form av gammastrålfotoner, transporteras utåt genom flödet av strålning som alstras i kärnan..

Hög-energi gamma-ray fotoner är ständigt slagna när de passerar genom mellansektionen, vissa absorberas, andra utvisas och andra återvänder till kärnan. Fotoner kan ta 100 000 år för att hitta sig genom mellansonen.

Vid den yttre gränsen för mellanzonen är temperaturen cirka 1,5 miljoner grader Celsius och densiteten är ungefär 0,2 g / cm³. Denna gräns kallas gränssnittskikt eller Tachocline.

Man tror att solens magnetfält genereras av en naturlig dynamo närvarande i detta lager. Förändringar i flödeshastigheter genom detta lager sträcker magnetfältets styrka och gör dem starkare. Det verkar också vara plötsliga förändringar i kemisk sammansättning genom detta skikt.

3- Konvektiv zon

Det är den mest yttre zonen i solen, den kallas den konvektiva zonen, eftersom energin bringas till ytan med en konvektionsprocess. Den sträcker sig från ett djup av ca 210 000 km till den synliga ytan och upptar cirka 30% av solens radie.

På detta område, plasmagasen, upphettas i mellanzonen, stiger till ytan genom verkan av konvektionsströmmar, som sträcker sig, kyldes och sedan krympning (liknande vatten kokning i en pott).

Ökningen i gaspartiklar är synlig på ytan som ett granulärt mönster. Granulerna är ca 1000 km i diameter. Konvektionscellerna släpper energi i solens atmosfär. På ytan är temperaturen cirka 5 600 ° C och densiteten är praktiskt taget noll..

När plasmagasen når ytan av solen kyls den och sänker sig vid basen av konvektionszonen, där det blir mer värme.

Processen upprepas sedan. Fotonerna som fly från solen har förlorat energi i sin väg från kärnan och har ändrat sin våglängd så att det mesta av utsläppet ligger i det synliga området i det elektromagnetiska spektrumet.

Lägre temperaturer i den konvektiva zonen tillåter tyngre joner av element som kol, kväve, syre, kalcium och järn för att behålla några av sina elektroner. Detta gör materialet mer ogenomskinligt, vilket gör överföringen av strålning svårare.

Solens atmosfär

Solens atmosfär består av:

1- photosphere.

Fotosfären är den lägsta av de tre skikten som utgör solens atmosfär. Eftersom de två översta lagren är transparenta för de flesta våglängder av synligt ljus, kan fotosfären lätt inses.

Vi kan inte se bortom de ljusa gaserna i fotosfären, så allt under det betraktas som solens inre.

Det är ett tunt hölje av hetjonerade gaser eller plasma omkring 400 km tjockt, vars underdel bildar den synliga ytan av solen. Det mesta av solenergi som strålar ut genom solen passerar genom detta lager.

Från jorden verkar ytan smidig, men i verkligheten är den turbulent och granulär på grund av konvektionsströmmar. Materialet som kokas på solens yta utförs av solvind.

Tätheten av fotosfären är låg enligt jordens standard, dess värde liknar densiteten hos den luft som vi andas och dess genomsnittliga temperatur är endast 5 600 ° C. Sammansättningen av fotosfären är i massa 74,9% väte och 23,8% helium. Alla tyngre element utgör mindre än 2% av massan.

2- kromosfär

Ligger strax ovanför fotosfären är kromosfären (färgad sfär). Detta tunna gasskikt har en mycket lägre densitet än fotosfären.

Det är ca 2500 km tjockt med en temperatur som varierar från 6000 ° C strax ovanför fotosfären till ett område av 20 000 till 30 000 ° C vid toppen.

Kromosfären är visuellt mer genomskinlig än fotosfären. Dess rödaktiga rosa färg härstammar därför att dess utsläpp huvudsakligen är väte alfa gasformig.

Denna färg kan ses under en total solförmörkelse när kromosfären ses kort som en blixt av färg precis som den synliga kanten av fotosfären försvinner bakom månen.

3- krona

Det är det övre lagret av solens atmosfär och sträcker sig flera miljoner kilometer från toppen av kromosfären till rymden. Det finns ingen väldefinierad övre gräns för kronan.

Kronan kan endast ses under en total solförmörkelse eller genom ett speciellt teleskop som kallas en coronagraph, när fotosfären är blockerad. Kronan framträder som ett ljust, blekt vitt område runt solen.

referenser

1. Clark, S. (2004). Jorden, solen och månen. Dunstable, Folens Publishers.
2. Giessow J. och Giessow F. (2015). Sun Science: Exploring Universum. Dayton, Milliken Publishing Company.
3. Lang, K. (2009). Solen från rymden. New York, Springer.
4. Phillips, K. (1995). Guide till solen. Cambridge, Cambridge University Press.
5. Rushworth, G. (2011). Vårt solsystem: solen. New York, Benchmark Education Company.
6. Viegas, J. (2006). Solens roll i vårt solsystem: En antologi av nuvarande tanke. New York, The Rosen Publishing Group, Inc.
7. Wilkinson, J. (2012). Nya ögon på solen: En guide till satellitbilder och amatörobservation. New York, Springer.