Aarde”s Zon: feiten over de leeftijd, grootte en geschiedenis van de zon
De Zon ligt in het hart van het zonnestelsel, waar het veruit het grootste object is. Het bevat 99,8 procent van de massa van het zonnestelsel en is ongeveer 109 keer de diameter van de aarde — ongeveer een miljoen aarden passen in de zon.,
het zichtbare deel van de zon is ongeveer 5.500 graden Fahrenheit, terwijl de temperaturen in de kern meer dan 27 miljoen F (15 miljoen C) bereiken, gedreven door kernreacties. Men zou 100 miljard ton dynamiet per seconde moeten exploderen om de energie van de zon te evenaren, volgens NASA.
De Zon is een van de meer dan 100 miljard sterren in de Melkweg. Het cirkelt zo ‘ n 25.000 lichtjaar van de galactische kern en voltooit een omwenteling eens in de 250 miljoen jaar of zo., De zon is relatief jong, onderdeel van een generatie sterren bekend als populatie I, die relatief rijk zijn aan elementen zwaarder dan helium. Een oudere generatie sterren wordt populatie II genoemd, en een oudere generatie van populatie III kan bestaan hebben, hoewel er nog geen leden van deze generatie bekend zijn.
vorming & evolutie
De Zon werd ongeveer 4,6 miljard jaar geleden geboren. Veel wetenschappers denken dat de zon en de rest van het zonnestelsel gevormd zijn uit een gigantische, roterende wolk van gas en stof, bekend als de zonnenevel., Toen de nevel instortte vanwege de zwaartekracht, draaide hij sneller en werd een schijf. Het meeste materiaal werd naar het midden getrokken om de zon te vormen.
De Zon heeft genoeg nucleaire brandstof om nog eens 5 miljard jaar zo te blijven als nu. Daarna zwelt hij op tot een rode reus. Uiteindelijk zal het zijn buitenste lagen verliezen, en de resterende kern zal instorten om een witte dwerg te worden. Langzaam zal dit vervagen, om zijn laatste fase in te gaan als een zwak, koel theoretisch object dat ook wel bekend staat als een zwarte dwerg.,
interne structuur en atmosfeer
De Zon en haar atmosfeer zijn verdeeld in verschillende zones en lagen. Het binnenste van de zon bestaat van binnenuit uit de kern, de stralingszone en de convectieve zone., De zonatmosfeer daarboven bestaat uit de fotosfeer, chromosfeer, een overgangsgebied en de corona. Daarachter ligt de zonnewind, een uitstroom van gas uit de corona.
de kern strekt zich uit van het centrum van de zon tot ongeveer een kwart van de weg naar het oppervlak. Hoewel het slechts ongeveer 2 procent van het volume van de zon uitmaakt, is het bijna 15 keer de dichtheid van lood en bevat het bijna de helft van de massa van de zon. Vervolgens is de stralingszone, die zich uitstrekt van de kern tot 70 procent van de weg naar het oppervlak van de zon, die 32 procent van het volume van de zon en 48 procent van haar massa., Licht uit de kern wordt verspreid in deze zone, zodat een enkel foton vaak een miljoen jaar kan duren om door te gaan.
De convectiezone reikt tot aan het oppervlak van de zon en maakt 66 procent van het volume van de zon uit, maar slechts iets meer dan 2 procent van haar massa. Roiling “convectiecellen” van gas domineren deze zone. Er bestaan twee belangrijke soorten zonneconvectiecellen: granulatiecellen van ongeveer 1000 kilometer breed en supergranulatiecellen van ongeveer 30.000 kilometer in diameter.,
de fotosfeer is de laagste laag van de atmosfeer van de zon en straalt het licht uit dat we zien. Het is ongeveer 500 km dik, hoewel het grootste deel van het licht afkomstig is van zijn laagste derde. De temperatuur in de fotosfeer varieert van 11.000 F (6.125 C) aan de onderkant tot 7.460 F (4.125 C) aan de bovenkant. De volgende is de chromosfeer, die warmer is, tot 35.500 F (19.725 C), en blijkbaar volledig bestaat uit stekelige structuren bekend als spicules meestal ongeveer 600 mijl (1.000 km) in doorsnede en tot 6000 mijl (10.000 km) hoog.,
daarna is het overgangsgebied een paar honderd tot een paar duizend mijl dik, dat wordt verwarmd door de corona erboven en het grootste deel van zijn licht afwerpt als ultraviolette stralen. Aan de top is de super hete corona, die is gemaakt van structuren zoals lussen en stromen van geïoniseerd gas. De corona varieert over het algemeen van 900.000 F (500.000 C) tot 10,8 miljoen F (6 miljoen C) en kan zelfs tientallen miljoenen graden bereiken wanneer een zonnevlam optreedt. Materie van de corona wordt weggeblazen als de zonnewind.,
magnetisch veld
de sterkte van het magnetische veld van de zon is doorgaans slechts ongeveer twee keer zo sterk als het veld van de aarde. Echter, het wordt sterk geconcentreerd in kleine gebieden, bereiken tot 3000 keer sterker dan normaal. Deze knikken en wendingen in het magnetisch veld ontwikkelen zich doordat de zon sneller ronddraait op de evenaar dan op de hogere breedtegraden en omdat de binnenste delen van de zon sneller draaien dan het oppervlak. Deze vervormingen creëren kenmerken variërend van zonnevlekken tot spectaculaire uitbarstingen bekend als fakkels en coronale massa ejecties., Fakkels zijn de meest gewelddadige uitbarstingen in het zonnestelsel, terwijl coronale massa — ejecties minder gewelddadig zijn, maar buitengewone hoeveelheden materie omvatten-een enkele ejectie kan ongeveer 20 miljard ton (18 miljard ton) materie de ruimte in spuiten.
chemische samenstelling
net als de meeste andere sterren bestaat de zon voornamelijk uit waterstof, gevolgd door helium. Bijna alle resterende materie bestaat uit zeven andere elementen — zuurstof, koolstof, neon, stikstof, magnesium, ijzer en silicium., Voor elke 1 miljoen waterstofatomen in de zon zijn er 98.000 helium, 850 zuurstof, 360 koolstof, 120 neon, 110 stikstof, 40 magnesium, 35 ijzer en 35 silicium. Toch is waterstof de lichtste van alle elementen, dus neemt het slechts ongeveer 72 procent van de massa van de zon voor zijn rekening, terwijl helium ongeveer 26 procent uitmaakt.
zonnevlekken en zonnecycli
zonnevlekken zijn relatief koele, donkere kenmerken op het oppervlak van de zon die vaak ruwweg rond zijn. Ze komen tevoorschijn waar dichte bundels magnetische veldlijnen van de binnenkant van de zon door het oppervlak breken.
het aantal zonnevlekken varieert net als de magnetische activiteit van de zon — de verandering in dit aantal, van een minimum van geen naar een maximum van ongeveer 250 zonnevlekken of clusters van zonnevlekken en vervolgens terug naar een minimum, staat bekend als de zonnecyclus, en duurt gemiddeld ongeveer 11 jaar., Aan het einde van een cyclus keert het magnetisch veld snel zijn polariteit om.
observatie & geschiedenis
oude culturen veranderden vaak natuurlijke rotsformaties of bouwden stenen monumenten om de bewegingen van de zon en de maan te markeren, de seizoenen in kaart te brengen, kalenders te maken en eclipsen te monitoren. Velen geloofden dat de zon rond de aarde draaide, met oud-Griekse geleerde Ptolemaeus formaliserend dit “geocentrisch” model in 150 B. C., Toen, in 1543, beschreef Nicolaus Copernicus een heliocentrisch, zon-gecentreerd model van het zonnestelsel, en in 1610, Galileo Galilei ’s ontdekking van Jupiter’ s manen onthulde dat niet alle hemellichamen rond de aarde.
om meer te weten te komen over hoe de zon en andere sterren werken, begonnen wetenschappers, na vroege waarnemingen met behulp van raketten, de zon te bestuderen vanuit een baan om de aarde. NASA lanceerde tussen 1962 en 1971 een reeks van acht sterrenwachten, bekend als het Orbiting Solar Observatory., Zeven van hen waren succesvol en analyseerden de zon op ultraviolet en Röntgengolflengten en fotografeerden de super hete corona, onder andere prestaties.in 1990 lanceerden NASA en het Europees Ruimteagentschap de Ulysses-sonde om de eerste waarnemingen van de poolgebieden te doen. In 2004 stuurde NASA ‘ s Genesis-ruimtevaartuig monsters van de zonnewind terug naar de aarde voor onderzoek. In 2007, NASA ‘ s dubbel-ruimtevaartuig Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) missie keerde de eerste driedimensionale beelden van de zon., NASA verloor het contact met STEREO-B in 2014, die buiten contact blijft, behalve voor een korte periode in 2016. STEREO-A blijft volledig functioneel.
een van de belangrijkste zonnemissies tot nu toe was het Solar and Heliospheric Observatory (SOHO), dat werd ontworpen om de zonnewind te bestuderen, evenals de buitenlagen en de binnenstructuur van de zon. Het heeft een beeld gegeven van de structuur van zonnevlekken Onder het oppervlak, de versnelling van de zonnewind gemeten, coronale golven en zonne-tornado ‘ s ontdekt, meer dan 1000 kometen gevonden en ons vermogen om ruimteweer te voorspellen radicaal veranderd., Onlangs, NASA ‘ s Solar Dynamics Observatory (SDO), de meest geavanceerde ruimtevaartuig nog ontworpen om de zon te bestuderen, is teruggekeerd nooit eerder gezien details van materiaal stromen naar buiten en weg van zonnevlekken, evenals extreme close-ups van activiteit op het oppervlak van de zon en de eerste hoge-resolutie metingen van zonnevlammen in een breed scala van extreme ultraviolet golflengten.
Er zijn andere missies gepland om de zon te observeren in de komende jaren. De European Space Agency ‘ s Solar Orbiter zal lanceren in 2018, en in 2021 zal in operationele baan rond de zon., Zijn dichtste benadering van de zon zal zijn 26 miljoen mijl (43 miljoen km) — ongeveer 25 procent dichter dan Mercurius. Solar Orbiter zal kijken naar deeltjes, plasma en andere items in een omgeving relatief dicht bij de zon, voordat deze dingen worden gewijzigd door te worden getransporteerd door het zonnestelsel. Het doel is om het zonneoppervlak en de zonnewind beter te begrijpen.
De Parker Solar Probe zal in 2018 gelanceerd worden om de zon zeer dichtbij te benaderen, tot wel 6,5 miljoen km., Het ruimtevaartuig zal kijken naar de corona — de oververhitte buitenste atmosfeer van de zon — om meer te leren over hoe energie door de zon stroomt, de structuur van de zonnewind, en hoe energetische deeltjes worden versneld en getransporteerd.
aanvullende rapportage door Elizabeth Howell en Nola Taylor Redd, Space.com bijdragers