Fünf Merkmale der Sonne

Inhalt

• 1 - Die Sonne ist nur ein normaler, durchschnittlicher Stern
• 2 - Die Struktur der Sonne ist geschichtet
• 3 - Aus menschlicher Sicht ist die Sonne wirklich, wirklich groß
• 4 - Die Oberflächenaktivität der Sonne ist zyklisch
• 5 - Das Wirbelnde Sonnen-Magnetfeld
• Die Sonne wird die Erde verschlucken

Die Sonne ist nur einer von Milliarden und Abermilliarden von Sternen in dem Teil des Universums, den wir sehen können, aber es ist der Stern, der der Erde Leben gibt, also derjenige, an dem die Menschen zu Recht am meisten interessiert sind. Wenn jedoch Wesen aus Zivilisationen in anderen Teilen der Galaxis jemals öffentlich mit uns kommunizieren, werden sie wahrscheinlich alle Illusionen von Größe zerstören, die wir möglicherweise über unseren Heimatstern haben.

Natürlich sieht es von hier aus groß und heiß aus, aber im Vergleich zu anderen Stars ist es klein und relativ cool. Es mag die Heimat eines Weltensystems sein, aber das ist für die Sterne selbstverständlich. "Hier gibt es nichts zu sehen, Leute", witzelten die Außerirdischen vielleicht, als sie ihre interdimensionalen Raumkapseln auf dramatischere Sternensysteme ausrichteten.

Es wäre nicht nötig, sich von einer so verfallenen Begegnung entmutigen zu lassen, wenn es jemals dazu kommen würde. Die physikalischen Eigenschaften der Sonne mögen im Vergleich zu anderen Sternen nicht besonders sein, aber diese Eigenschaften haben menschliches Leben hervorgebracht, und das ist nicht nur etwas Besonderes. es ist wunderbar.

Es gibt unzählige Merkmale der Sonne zu schätzen, aber hier sind fünf der bemerkenswertesten sowie ein Bonus Blick in die Zukunft der Sonne.

1 - Die Sonne ist nur ein normaler, durchschnittlicher Stern

Astrophysiker klassifizieren die Sonne als gelben Zwerg, was Ihnen sofort eine Vorstellung davon gibt, wo sie in Bezug auf die anderen Sterne steht, die das Universum bevölkern, von denen einige Riesen sind. In wissenschaftlicher Hinsicht wird die Sonne als ein klassifiziert Bevölkerung I, G2V Stern (V ist die römische Ziffer 5).

Die meisten Sterne in unserem Teil der Galaxie sind Sterne der Population I. Sie sind metallreich, das heißt, sie sind relativ jung. Metalle werden während des Sterbens großer Sterne produziert, und Population I-Sterne werden aus den Trümmern dieser Sterne geboren. Bevölkerung I Sterne sind in der Regel nicht älter als ein paar Milliarden Jahre. Das Sonnenalter wird auf 5 Milliarden Jahre geschätzt.

Der Buchstabe G bezieht sich auf die Spektralklassifikation der Sonne, die ein Maß dafür ist, wie heiß und hell sie im Vergleich zu anderen Sternen ist. Es gibt sieben Sternenklassifikationen, die mit den Buchstaben O, B, A, F, G, K und M bezeichnet. O bezeichnet gigantische Sterne, die so heiß sind, dass sie blaues Licht aussenden, und M bezeichnet kühle Zwergsterne, die Licht im Infrarotbereich aussenden . Als gelber Zwerg ist die Sonne in Größe und Temperatur unterdurchschnittlich.

Die römische Zahl V bedeutet, dass die Sonne ein Hauptreihenstern ist, das heißt, sie befindet sich in der Mitte ihres Lebens, in der die im Kern auftretende Fusion von Wasserstoff zu Helium genügend Druck erzeugt, um einen Gravitationskollaps zu verhindern. Die Zahl 2 bezieht sich insbesondere auf spektrale Eigenschaften.

Die Verweildauer eines Sterns in der Hauptsequenz hängt hauptsächlich von seiner Masse ab. Die Sonne ist seit 5 Milliarden Jahren in der Hauptsequenz und wird dort weitere 5 Milliarden Jahre bleiben.

2 - Die Struktur der Sonne ist geschichtet

Die Sonne ist nicht nur eine große Kugel aus brennendem Gas, sondern weist eine komplexe innere Struktur auf, die vier verschiedene Schichten bildet. Wissenschaftler unterteilen die äußere Schicht, die Atmosphäre, weiter in drei Unterschichten. Die sechs Schichten der Sonne umfassen den Kern, die Strahlungszone, die Konvektionszone, die Photosphäre, die Chromosphäre und die Korona.

Der Kern: Der heißeste Teil der Sonne, der Kern, ist der Ort, an dem die Wasserstofffusion stattfindet. Die Gravitationskräfte sind im Kern so stark, dass sie Wasserstoff in eine Flüssigkeit mit etwa der 150-fachen Dichte von Wasser pressen. Die Kerntemperatur beträgt 15 Millionen Grad Celsius oder 28 Millionen Grad Fahrenheit.

Die Strahlungszone: Die Dichte der Zone, die den Kern direkt umgibt, nimmt mit zunehmendem Radius ab, aber sie ist immer noch dicht genug, um zu verhindern, dass Licht austritt. Es dauert 100.000 Jahre, bis die Strahlung, die durch die kontinuierlich im Kern ablaufende Fusionsreaktion erzeugt wird, in der Strahlungszone abprallt, bevor sie in den Weltraum entweicht.

Die Konvektionszone: Die Konvektionszone ist ein Gebiet mit hohen Turbulenzen, die sich von einer Tiefe von 200.000 km bis zur sichtbaren Oberfläche erstrecken. In dieser Zone sinkt die Dichte auf ein Niveau, das die Umwandlung von Licht aus dem Kern in Wärme ermöglicht. Überhitzte Gase und Plasmen steigen auf, kühlen ab und fallen wieder ab und bilden einen komplexen Kessel aus großen Blasen, die Konvektionszellen genannt werden.

Die Photosphäre: Die von der Erde aus sichtbare Schicht der Sonnenatmosphäre ist die Photosphäre. Die Temperatur ist auf 5.800 ° C abgekühlt. Die Photosphäre ist durch Sonneneruptionen und Sonnenflecken gekennzeichnet. Dies sind dunkle, kühle Bereiche, die entstehen, wenn das Magnetfeld der Sonne an die Oberfläche dringt.

Die Chromosphäre: In der Chromosphäre, die sich etwa 2.000 km über der Photosphäre erstreckt, steigt die Temperatur auf 20.000 ° C. Diese Schicht hat den Namen, den sie trägt, weil die Farbe des emittierten Lichts rötlich wird.

Die Korona: Die äußerste Sonnenschicht, die Korona, ist normalerweise unsichtbar, wird jedoch während einer totalen Sonnenfinsternis von der Erde aus sichtbar. Die Dichte der Gase ist ungefähr eine Milliarde Mal geringer als die von Wasser, aber die Temperatur kann bis zu 2 Millionen C (3,6 Millionen F) betragen. Der Grund für diesen Anstieg ist nicht vollständig geklärt, aber Wissenschaftler vermuten, dass es sich um magnetische Stürme handelt, die dort ständig auftreten.

3 - Aus menschlicher Sicht ist die Sonne wirklich, wirklich groß

Für andere Sterne im Universum mag die Sonne ein Zwerg sein, für die Menschen auf der Erde ist sie jedoch unverständlich groß. Eines der am häufigsten genannten Merkmale der Sonne ist, dass man 1,3 Millionen erdgroße Planeten hineinstecken kann. Wenn Sie diese Planeten nebeneinander anordnen würden, würden Sie 109 davon benötigen, um den Sonnendurchmesser zu überspannen.

Statistisch gesehen beträgt der Durchmesser der Sonne etwa 1,4 Millionen km und ihr Umfang etwa 4,4 Millionen km. Es hat ein Volumen von 1,4 × 10²⁷ Kubikmeter und einer Masse von 2 × 10³⁰ Kilogramm, das ist etwa das 330.000-fache der Masse der Erde.

Obwohl die Sonne im Vergleich zur Erde so groß ist, ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass Wissenschaftler Sterne beobachtet haben, die um ein Vielfaches größer sind. Einer der größten bisher beobachteten Sterne ist der rote Riese Betelgeuse. Es ist ungefähr 700 Mal größer als die Sonne und ungefähr 14.000 Mal heller. Wenn es den Sonnenplatz einnehmen würde, würde es sich bis zur Umlaufbahn des Saturn erstrecken.

4 - Die Oberflächenaktivität der Sonne ist zyklisch

Das Sonnenmagnetfeld wechselt alle 11 Jahre die Polarität, und dies erzeugt einen entsprechenden Zyklus von Sonnenflecken- und Sonneneruptionsaktivität. Zu Beginn und am Ende jedes Zyklus ist die Sonnenfleckaktivität schwach bis nicht vorhanden, und die Aktivität ist in der Mitte jedes Zyklus maximal.

Die Oberflächenaktivität der Sonne betrifft jeden auf der Erde. In Zeiten hoher Oberflächenaktivität, in denen Sonneneruptionen häufig sind, wird die Aurora stärker, und erhöhte Strahlung beeinträchtigt die Kommunikation und kann sogar ein Gesundheitsrisiko darstellen.

Die bekannteste Sonneneruptionsstörung trat 1859 auf. Bekannt als Carrington Super Flare, störte sie globale Telegrafiesysteme. Wenn ein solches Ereignis heute eintritt, glauben einige Wissenschaftler, dass es eine globale Katastrophe auslösen würde.

Da Sonnenaktivität einen solchen Einfluss auf die Erde haben kann, beobachten Wissenschaftler sie seit 1755, als der Beginn des ersten Zyklus beobachtet wurde. Seitdem hat die Sonne 24 vollständige Zyklen durchlaufen. Der 25. Zyklus begann 2019, und der Übergang vom 24. Zyklus verlief ungewöhnlich ruhig, eine Tatsache, die Wissenschaftler verwirrte, die die Sonnenaktivität verfolgten.

5 - Das Wirbelnde Sonnen-Magnetfeld

Astronomen glauben, dass die Sonne und alle Planeten aus einer Wolke aus Weltraumgas entstanden sind. Als sich das Gas unter der Schwerkraft zusammenzog, begann es sich zu drehen, und wie zu erwarten war, dreht sich die Sonne immer noch. Da es sich um eine große Gaskugel handelt, gibt es diese Tatsache nicht ohne weiteres preis. Wissenschaftler wissen das, weil sie die Bewegung von Sonnenflecken auf der Oberfläche beobachten können.

Da es sich bei der Sonne hauptsächlich um Gas handelt, drehen sich verschiedene Teile der Sonne mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Die äquatoriale Region hat eine Rotationsperiode von 25 Tagen, aber die Rotation an den Polarregionen dauert 36 Tage. Darüber hinaus verhalten sich der Kern und die Strahlungszone wie ein fester Körper und rotieren als Einheit, während die Rotation in der Konvektionszone und der Photosphäre chaotischer ist. Der Übergang zwischen diesen beiden Drehzonen ist als die bekannt Tachokline.

Denken Sie daran, dass die Sonne eine Population ist, die ich starre, was bedeutet, dass sie Metalle enthält. Eines davon ist Eisen, und das Vorhandensein von Eisen in einem sich drehenden Körper ist das Rezept für ein Magnetfeld. Das Magnetfeld der Sonne ist ungefähr doppelt so stark wie das der Erde, aber weil die Sonne so viel größer ist, dehnt sich ihr Feld viel weiter aus. Getragen vom Strom geladener Teilchen, der als Sonnenwind bekannt ist, erstreckt sich die größte Reichweite dieses Magnetfelds sogar über den Rand des Sonnensystems hinaus.

Die Sonne wird die Erde verschlucken

Wahrscheinlich wird niemand in der Nähe sein, aber die Sonne wird schließlich zu einem der malerischsten Objekte im Weltall - einem planetarischen Nebel. Bevor dies jedoch geschieht, wird der gelbe Zwerg, den wir kennen und von dem wir abhängig sind, wachsen und sich ausdehnen, bis sein äußerer Radius die Erdumlaufbahn überschreitet. Die Sonne wird die Erde verschlingen, die aufhören wird zu existieren, aber es gibt keine Tragödie. Es ist genau das, was mit Sternen passiert, die so groß wie die Sonne sind.

Im Gegensatz zu sehr großen, heißen Sternen, die unter ihrem eigenen Gewicht zusammenbrechen, um zu Supernova zu werden und sich zu Neutronensternen oder sogar zu Gravitations-Singularitäten zusammenzuziehen, die als Schwarze Löcher bekannt sind, altern Sterne mit der Größe der Sonne viel ruhiger.

Wenn der Sonne der Wasserstoff ausgeht, um in ihrem Kern zu brennen, beginnt sie zu kollabieren, aber die verstärkten Gravitationskräfte beginnen den Prozess der Heliumfusion und der Kollaps wird zu einer neuen Expansionsperiode. Die äußere Hülle wird sich fast bis zur Umlaufbahn des Mars ausbreiten und abkühlen, und die Sonne wird zu einem roten Riesen.

Wenn dem Kern das schmelzbare Material ausgeht, kollabiert er wieder, aber die äußere Hülle ist zu weit entfernt, um angezogen zu werden, und driftet einfach weg. In der Zwischenzeit wird der superheiße Kern ionisierende Strahlen aussenden, die die diffuse Wolke, die jetzt ein planetarischer Nebel ist, in eine wilde Farbenshow verwandeln.

Bekannte Bilder des Helixnebels, des Ringnebels und anderer interstellarer Wunder geben einen Vorgeschmack darauf, was die Sonne in etwa 5 Milliarden Jahren erwartet.