Inhoud
- 1 - De zon is gewoon je normale, gemiddelde ster
- 2 - De structuur van de zon is gelaagd
- 3 - Vanuit een menselijk perspectief is de zon echt heel groot
- 4 - De oppervlakte-activiteit van de zon is cyclisch
- 5 - Het magnetische veld van de wervelende zon
- De zon gaat de aarde slikken
De zon is slechts een van miljarden en miljarden sterren in het deel van het universum dat we kunnen zien, maar het is de ster die leven geeft aan de aarde, dus het is degene waarin mensen terecht het meest geïnteresseerd zijn. Als wezens uit beschavingen in andere delen van de Melkweg ooit publiekelijk met ons communiceren, zullen ze waarschijnlijk alle illusies van grootsheid die we hebben over onze thuisster verbrijzelen.
Natuurlijk ziet het er hier groot en heet uit, maar vergeleken met andere sterren is het klein en relatief cool. Het is misschien de thuisbasis van een systeem van werelden, maar dat is de norm voor zover het sterren betreft. "Niets om hier te zien, mensen," zouden de buitenaardse wezens kunnen schokken terwijl ze hun interdimensionale ruimtecaps op meer dramatische sterrenstelsels richten.
Het zou niet nodig zijn om ontmoedigd te worden door zo'n verwarde ontmoeting, als het ooit zou gebeuren. De fysieke eigenschappen van de zon zijn misschien niet speciaal in vergelijking met andere sterren, maar die eigenschappen hebben het menselijk leven voortgebracht, en dat is niet alleen bijzonder; het is wonderbaarlijk.
Er zijn ontelbare kenmerken van de zon te waarderen, maar hier zijn vijf van de meest opvallende, plus een bonusblik op de toekomst van de zon.
1 - De zon is gewoon je normale, gemiddelde ster
Astrofysici classificeren de zon als een gele dwerg, die je meteen een idee geeft waar hij staat in termen van de andere sterren die het universum bevolken, waarvan sommige reuzen zijn. In wetenschappelijke termen wordt de zon geclassificeerd als een bevolking I, G2V-ster (V is het Romeinse cijfer 5).
De meeste sterren in ons deel van de Melkweg zijn populatie I-sterren. Ze zijn metaalrijk, wat betekent dat ze relatief jong zijn. Metalen worden geproduceerd tijdens de stervende stadia van grote sterren, en populatie I-sterren worden geboren uit het puin van die sterren. Populatie I-sterren zijn meestal niet meer dan een paar miljard jaar oud. De leeftijd van de zon wordt geschat op 5 miljard jaar.
De letter G verwijst naar de spectrale classificatie van de zon, die een maat is voor hoe warm en helder het is in vergelijking met andere sterren. Er zijn zeven sterclassificaties, aangeduid met de letters O, B, A, F, G, K en M. O duidt gigantische sterren aan die zo heet zijn dat ze blauw licht uitzenden, en M geeft koele dwergsterren aan die licht uitzenden in het infraroodbereik . Als een gele dwerg is de zon ondergemiddeld in grootte en temperatuur.
Het Romeinse cijfer V betekent dat de zon een ster uit de hoofdreeks is, wat betekent dat deze zich in het midden van zijn leven bevindt, gedurende welke de fusie van waterstof in helium die optreedt aan de kern voldoende druk genereert om instorting door zwaartekracht te voorkomen. Het nummer 2 verwijst meer specifiek naar spectrale kenmerken.
De tijd dat een ster in de hoofdreeks blijft, is meestal afhankelijk van de massa. De zon staat al 5 miljard jaar in de hoofdreeks en zal daar nog 5 miljard jaar blijven.
2 - De structuur van de zon is gelaagd
Verre van een grote bal brandend gas te zijn, heeft de zon een complexe interne structuur die vier verschillende lagen vormt. Wetenschappers verdelen de buitenlaag, de atmosfeer, verder in drie sublagen. De zes lagen van de zon omvatten de kern, de stralingszone, de convectiezone, de fotosfeer, de chromosfeer en de corona.
De kern: Het heetste deel van de zon, de kern, is waar waterstoffusie plaatsvindt. De zwaartekrachten zijn zo sterk in de kern dat ze waterstof in een vloeistof persen met ongeveer 150 keer de dichtheid van water. De temperatuur in de kern is 15 miljoen graden Celsius, of 28 miljoen graden Fahrenheit.
De stralingszone: De zone die de kern direct omringt, neemt af in dichtheid met toenemende straal, maar is nog steeds dicht genoeg om te voorkomen dat licht ontsnapt. De straling die wordt geproduceerd door de fusiereactie die continu in de kern optreedt, duurt 100.000 jaar om rond te stuiteren in de stralingszone voordat deze in de ruimte ontsnapt.
De convectie zone: De convectiezone is een gebied met hoge turbulentie dat zich uitstrekt van een diepte van 200.000 km tot het zichtbare oppervlak. In deze zone daalt de dichtheid tot een niveau waardoor licht uit de kern kan worden omgezet in warmte. Oververhitte gassen en plasma's stijgen, koelen en vallen weer en vormen een complexe ketel van grote bellen, convectiecellen genoemd.
De fotosfeer: De laag van de atmosfeer van de zon die zichtbaar is vanaf de aarde is de fotosfeer. De temperatuur is afgekoeld tot 5.800 ° C (10.000 ° F). De fotosfeer wordt gekenmerkt door zonnevlammen en zonnevlekken. Dit zijn donkere, koele gebieden die worden gevormd wanneer het magnetische veld van de zon doorbreekt naar de oppervlakte.
De chromosfeer: In de chromosfeer, die zich ongeveer 2000 km boven de fotosfeer uitstrekt, stijgt de temperatuur tot 20.000 C (36.032 F). Deze laag heeft de naam die het doet omdat de kleur van het uitgestraalde licht roodachtig wordt.
De corona: De buitenste laag van de zon, de corona, is meestal onzichtbaar, maar wordt zichtbaar vanaf de aarde tijdens een totale zonsverduistering. De dichtheid van de gassen is ongeveer een miljard keer minder dan water, maar de temperatuur kan oplopen tot 2 miljoen C (3,6 miljoen F). De reden voor deze stijging wordt niet volledig begrepen, maar wetenschappers vermoeden dat het te maken heeft met magnetische stormen die daar constant plaatsvinden.
3 - Vanuit een menselijk perspectief is de zon echt heel groot
Voor andere sterren in het universum is de zon misschien een dwerg, maar voor mensen op aarde is deze onbegrijpelijk enorm. Een van de meest genoemde kenmerken van de zon is dat je er 1,3 miljoen planeten ter grootte van de aarde in kunt stoppen. Als je die planeten naast elkaar schikte, zou je er 109 nodig hebben om de diameter van de zon te overbruggen.
In termen van statistieken is de diameter van de zon ongeveer 1,4 miljoen km (864.000 mijl) en de omtrek is ongeveer 4,4 miljoen km (2,7 miljoen mijl). Het heeft een volume van 1,4 × 1027 kubieke meter en een massa van 2 × 1030 kilogram, wat ongeveer 330.000 keer de massa van de aarde is.
Hoewel de zon zo groot is in vergelijking met de aarde, is het belangrijk om te onthouden dat wetenschappers sterren hebben waargenomen die vele malen groter zijn. Een van de grootste tot nu toe waargenomen sterren is de rode reus Betelgeuse. Het is ongeveer 700 keer groter dan de zon en ongeveer 14.000 keer helderder. Als het de plaats van de zon zou innemen, zou het zich uitstrekken tot de baan van Saturnus.
4 - De oppervlakte-activiteit van de zon is cyclisch
Het magnetische veld van de zon wisselt om de 11 jaar van polariteit en dit creëert een overeenkomstige cyclus van zonnevlek- en zonnevlamactiviteit. Aan het begin en einde van elke cyclus is zonnevlekkenactiviteit zwak tot niet-bestaand en is activiteit maximaal op het middelpunt van elke cyclus.
De oppervlakteactiviteit van de zon beïnvloedt iedereen op aarde. Tijdens perioden van hoge oppervlakteactiviteit, wanneer zonnevlammen gebruikelijk zijn, wordt de aurora meer uitgesproken en verhoogde straling beïnvloedt de communicatie en kan zelfs een gezondheidsrisico vormen.
De bekendste verstoring door zonnevlammen vond plaats in 1859. Bekend als de Super Flare van Carrington, verstoorde het wereldwijde telegrafische systemen. Als zo'n gebeurtenis zich vandaag zou voordoen, denken sommige wetenschappers dat het een wereldwijde ramp zou veroorzaken.
Omdat zonneactiviteit zo'n impact op de aarde kan hebben, volgen wetenschappers deze sinds 1755, toen het begin van de eerste cyclus werd waargenomen. Sindsdien heeft de zon 24 volledige cycli doorgemaakt. De 25e cyclus begon in 2019 en de overgang van cyclus 24 was ongewoon stil, een feit dat wetenschappers verbaasde die de activiteit van de zon volgen.
5 - Het magnetische veld van de wervelende zon
Astronomen geloven dat de zon en alle planeten werden gevormd uit een wolk ruimtegas. Terwijl het gas samentrok onder de zwaartekracht, begon het te draaien, en zoals je zou verwachten, draait de zon nog steeds. Omdat het een grote bal gas is, geeft het dit feit niet gemakkelijk weg. Wetenschappers weten het omdat ze de beweging van zonnevlekken op het oppervlak kunnen bekijken.
Omdat de zon meestal gas is, roteren verschillende delen ervan met verschillende snelheden. Het equatoriale gebied heeft een rotatieperiode van 25 dagen, maar de rotatie bij de poolgebieden duurt 36 dagen. Bovendien gedragen de kern en stralingszone zich als een massief lichaam en roteren als een eenheid, terwijl de rotatie in de convectiezone en fotosfeer chaotischer is. De overgang tussen deze twee rotatiezones staat bekend als de tachocline.
Vergeet niet dat de zon een populatie is die ik ster, wat betekent dat deze metalen bevat. Een daarvan is ijzer, en de aanwezigheid van ijzer in een draaiend lichaam is het recept voor een magnetisch veld. Het magnetische veld van de zon is ongeveer twee keer zo sterk als de aarde, maar omdat de zon zoveel groter is, strekt het veld zich veel verder uit. Gedragen door de stroom van geladen deeltjes die bekend staat als de zonnewind, reiken de verste uithoeken van dit magnetische veld zelfs voorbij de rand van het zonnestelsel.
De zon gaat de aarde slikken
Niemand zal waarschijnlijk in de buurt zijn, dus zie het, maar de zon zal uiteindelijk veranderen in een van de meest pittoreske objecten in de ruimte - een planetaire nevel. Maar voordat dat gebeurt, zal de gele dwerg die we hebben leren kennen en waarvan we afhankelijk zijn, groeien en uitzetten tot zijn buitenste straal voorbij de baan van de aarde reikt. De zon zal de aarde overspoelen, die ophoudt te bestaan, maar er is geen tragedie bij betrokken. Het is precies wat er gebeurt met sterren ter grootte van de zon.
In tegenstelling tot zeer grote, hete sterren, die onder hun eigen gewicht instorten om supernova te worden en samentrekken tot neutronensterren of zelfs gravitatie-singulariteiten bekend als zwarte gaten, sterren ter grootte van de zon verouderen veel rustiger.
Wanneer de zon geen waterstof meer heeft om in zijn kern te branden, zal het beginnen in te storten, maar de versterkte zwaartekrachten zullen het proces van heliumfusie beginnen en de ineenstorting zal in een nieuwe periode van expansie veranderen. De buitenste schil zal ballon naar bijna de baan van Mars ballon en afkoelen, en de zon zal een rode reus worden.
Wanneer de kern van smeltbaar materiaal opraakt, zal deze weer instorten, maar de buitenste schil zal te ver weg zijn om aangetrokken te worden en zal eenvoudig wegdrijven. Ondertussen zal de superhete kern ioniserende stralingsbundels afgeven, die de diffuse wolk, die nu een planetaire nevel is, in een losbandige kleurenshow zal veranderen.
Bekende afbeeldingen van de Helixnevel, Ringnevel en andere interstellaire wonderen geven een voorproefje van wat de zon over ongeveer 5 miljard jaar te wachten staat, geven of nemen een eon.