Earth”s Sun: fakta om solens ålder, storlek och historia
solen ligger i hjärtat av solsystemet, där det är det överlägset största objektet. Den rymmer 99,8 procent av solsystemets massa och är ungefär 109 gånger jordens diameter — ungefär en miljon jordar kan passa inuti solen.,
den synliga delen av solen är cirka 10 000 grader Fahrenheit (5 500 grader Celsius), medan temperaturen i kärnan når mer än 27 miljoner F (15 miljoner C), som drivs av kärnreaktioner. Man skulle behöva explodera 100 miljarder ton dynamit varje sekund för att matcha den energi som produceras av solen, enligt NASA.
solen är en av mer än 100 miljarder stjärnor i Vintergatan. Den kretsar omkring 25 000 ljusår från den galaktiska kärnan och fullbordar en revolution en gång var 250 miljoner år eller så., Solen är relativt ung, en del av en generation stjärnor som kallas Population I, som är relativt rika på element tyngre än helium. En äldre generation stjärnor kallas Population II, och en tidigare generation av Population III kan ha funnits, även om inga medlemmar i denna generation är kända ännu.
Formation& evolution
solen föddes omkring 4,6 miljarder år sedan. Många forskare tror att solen och resten av solsystemet bildas från en gigantisk, roterande moln av gas och damm som kallas solnebulosan., När nebulosan kollapsade på grund av dess gravitation, snurrade den snabbare och platta till en skiva. Det mesta av materialet drogs mot mitten för att bilda solen.
solen har tillräckligt med kärnbränsle för att stanna mycket som det är nu i ytterligare 5 miljarder år. Därefter sväller det för att bli en röd jätte. Så småningom kommer det att kasta sina yttre lager, och den återstående kärnan kommer att kollapsa för att bli en vit dvärg. Långsamt kommer detta att blekna, för att komma in i sin slutfas som ett svagt, kallt teoretiskt objekt som ibland kallas en svart dvärg.,
inre struktur och atmosfär
solen och dess atmosfär är indelade i flera zoner och lager. Solinredningen, inifrån och Ut, består av kärnan, strålningszonen och konvektionszonen., Solens atmosfär ovanför som består av fotosfären, kromosfären, en övergångsregion och korona. Utöver det är solvinden, ett utflöde av gas från Korona.
kärnan sträcker sig från solens centrum till ungefär en fjärdedel av vägen till dess yta. Även om det bara utgör ungefär 2 procent av solens volym, är det nästan 15 gånger tätheten av bly och håller nästan hälften av solens massa. Nästa är den radiativa zonen, som sträcker sig från kärnan till 70 procent av vägen till solens yta, vilket utgör 32 procent av solens volym och 48 procent av dess massa., Ljus från kärnan blir utspridda i denna zon, så att en enda foton ofta kan ta en miljon år att passera igenom.
konvektionszonen når upp till solens yta och utgör 66 procent av solens volym men bara lite mer än 2 procent av dess massa. Roiling” konvektionsceller ” av gas dominerar denna zon. Två huvudsakliga typer av sol konvektion celler finns-granulering celler ca 600 miles (1,000 kilometer) bred och supergranulering celler ca 20,000 miles (30,000 km) i diameter.,
fotosfären är det lägsta lagret av solens atmosfär och avger det ljus vi ser. Det är ca 300 miles (500 km) tjock, även om det mesta av ljuset kommer från sin lägsta tredje. Temperaturerna i fotosfären varierar från 11.000 F (6,125 C) längst ner till 7,460 F (4,125 C) på toppen. Nästa upp är kromosfären, som är varmare, upp till 35,500 F (19,725 C), och uppenbarligen består helt av taggiga strukturer som kallas spicules typiskt några 600 miles (1,000 km) över och upp till 6,000 miles (10,000 km) hög.,
efter det är övergångsregionen några hundra till några tusen miles tjock, som upphettas av Korona ovanför den och kastar det mesta av sitt ljus som ultravioletta strålar. På toppen är den superheta Korona, som är gjord av strukturer som slingor och strömmar av joniserad gas. Corona sträcker sig i allmänhet från 900,000 F (500,000 C) till 10.8 miljoner F (6 miljoner C) och kan till och med nå tiotals miljoner grader när en solflare inträffar. Materia från corona blåses av som solvinden.,
magnetfält
styrkan i solens magnetfält är vanligtvis bara ungefär dubbelt så stark som jordens fält. Det blir dock mycket koncentrerat i små områden och når upp till 3000 gånger starkare än vanligt. Dessa veck och vändningar i magnetfältet utvecklas eftersom solen snurrar snabbare vid ekvatorn än vid de högre breddgraderna och eftersom solens inre delar roterar snabbare än ytan. Dessa snedvridningar skapar funktioner som sträcker sig från solfläckar till spektakulära utbrott som kallas facklor och koronala massutstötningar., Facklor är de mest våldsamma utbrott i solsystemet, medan koronala massutstötningar är mindre våldsamma men involverar extraordinära mängder materia — en enda utstötning kan pipa ungefär 20 miljarder ton (18 miljarder ton) materia i rymden.
kemisk sammansättning
precis som de flesta andra stjärnor består solen mestadels av väte, följt av helium. Nästan all återstående materia består av sju andra element-syre, kol, neon, kväve, magnesium, järn och kisel., För varje 1 miljon väteatomer i solen finns 98 000 helium, 850 syre, 360 kol, 120 Neon, 110 kväve, 40 magnesium, 35 järn och 35 kisel. Ändå är väte det lättaste av alla element, så det står bara för ungefär 72 procent av solens massa, medan helium utgör cirka 26 procent.
solfläckar och solcykler
solfläckar är relativt coola, mörka egenskaper på solens yta som ofta är ungefär cirkulära. De dyker upp där täta buntar av magnetfältlinjer från solens inre bryter igenom ytan.
antalet solfläckar varierar som solmagnetisk aktivitet gör — förändringen i detta nummer, från ett minimum av ingen till högst ungefär 250 solfläckar eller kluster av solfläckar och sedan tillbaka till ett minimum, kallas solcykeln, och genomsnitt cirka 11 år lång., Vid slutet av en cykel vänder magnetfältet snabbt sin polaritet.
Observation & historia
forntida kulturer modifierade ofta naturliga klippformationer eller byggda stenmonument för att markera solens och månens rörelser, kartlägga årstiderna, skapa kalendrar och övervakning förmörkelser. Många trodde att solen kretsade runt Jorden, med antika grekisk lärd Ptolemaios formalisera detta ”geocentriska modell i 150 B. C., Sedan, i 1543, beskrev Nicolaus Copernicus en heliocentrisk, solcentrerad modell av solsystemet, och i 1610 avslöjade Galileo Galilei”s discovery of Jupiter”s månar att inte alla himmelska kroppar cirklade jorden.
för att lära dig mer om hur solen och andra stjärnor fungerar, efter tidiga observationer med raketer, började forskare studera solen från jordens bana. NASA lanserade en serie av åtta orbiting observatorier som kallas Orbiting Solar Observatory mellan 1962 och 1971., Sju av dem var framgångsrika och analyserade solen vid ultravioletta och Röntgenvåglängder och fotograferade bland annat den superhetta Korona.
1990 lanserade NASA och Europeiska rymdorganisationen Ulysses-sonden för att göra de första observationerna av sina polarregioner. I 2004, NASA”s Genesis rymdfarkoster återvände prover av solvinden till jorden för studier. 2007, NASA: s dubbel-rymdfarkoster Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) uppdrag återvände de första tredimensionella bilder av solen., NASA förlorade kontakten med STEREO-B i 2014, som förblev i kontakt med undantag för en kort period i 2016. STEREO – a förblir fullt fungerande.
en av de viktigaste Sol uppdrag hittills har varit Solar och Heliospheric Observatory (SOHO), som var utformad för att studera solvinden, liksom solens yttre lager och inredning. Det har avbildat strukturen av solfläckar under ytan, mätt accelerationen av solvinden, upptäckte koronala vågor och sol tornados, hittade mer än 1000 kometer och revolutionerade vår förmåga att förutse rymdväder., Nyligen, NASA ” s Solar Dynamics Observatory (SDO), den mest avancerade rymdfarkosten ännu utformad för att studera solen, har återvänt aldrig tidigare sett detaljer om material som strömmar utåt och bort från solfläckar, liksom extrema närbilder av aktivitet på solens yta och de första högupplösta mätningarna av solfläckar i ett brett spektrum av extrema ultravioletta våglängder.
det finns andra uppdrag som planeras att observera solen under de närmaste åren. Europeiska rymdorganisationen S Solar Orbiter kommer att lansera i 2018, och 2021 kommer att vara i drift omloppsbana runt solen., Dess närmaste inställning till solen kommer att vara 26 miljoner miles (43 miljoner km) – cirka 25 procent närmare än kvicksilver. Solar Orbiter kommer att titta på partiklar, plasma och andra föremål i en miljö relativt nära solen, innan dessa saker ändras genom att transporteras över solsystemet. Målet är att bättre förstå solytan och solvinden.
Parker Solar Probe kommer att lanseras i 2018 för att göra en extremt nära inställning till solen, komma så nära som 4 miljoner miles (6,5 miljoner km)., Rymdfarkosten kommer att titta på corona-solens överhettade yttre atmosfär-för att lära sig mer om hur energi strömmar genom solen, solvindens struktur och hur energiska partiklar accelereras och transporteras.
ytterligare rapportering av Elizabeth Howell och Nola Taylor Redd, Space.com bidragsgivare