Sólin Sólin Rís 06:19 • sest 20:42 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 21:23 • Sest 07:12 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 06:26 • Síðdegis: 18:51 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 00:22 • Síðdegis: 12:43 í Reykjavík

Hvað er sólin heit?

Tryggvi Þorgeirsson

Vegna þess að sólin skiptist í nokkur lög sem hafa ólíka eiginleika, er hún ekki öll jafnheit. Hitinn er mestur í miðju sólar þar sem orkuframleiðslan fer fram, og er talið að þar sé hitinn um 15,5 milljón gráður á selsíus. Yfirborðshiti sólar, það er hitinn á því lagi sem við sjáum, er mun lægri eða um 5500°C.

Sólinni er gjarnan skipt í innri hluta (solar interior) og lofthjúp, sem hvorum um sig má síðan skipta í þrjú lög. Hér á eftir eru þessi sex lög sólarinnar nefnd og fjallað í örstuttu máli um einkenni hvers þeirra. Athugið að hiti þeirra er ekki gefinn upp í selsíusstigum heldur í kelvinum, sem eru oftast notuð í vísindum nú á dögum. Stigin á þessum tveimur kvörðum eru jafnstór og eini munurinn er að núll á kelvinkvarðanum er miðað við alkul en ekki frostmark vatns eins og selsíuskvarðinn. Því er 0 K = -273°C og auðveldlega má umreikna milli kvarðanna með því að draga 273 frá hitastigi sem er gefið upp kelvinum til að fá út hitastig í selsíusstigum.

Eftirfarandi rissmynd sýnir lögin sex sem fjallað er um (athugið að stærðarhlutföll eru ekki rétt):



Yst er kóróna sólar sem teygir sig milljónir kílómetra út í geiminn. Hiti hækkar mjög, fer yfir 2.000.000 K.

Næst fyrir innan er svokallað lithvolf. Það er miðlag lofthjúpsins. Hiti hækkar úr 4400 K í 25.000 K.

Ljóshvolf (gult á mynd) er neðsta lag lofthjúpsins og sá hluti sem við sjáum. Hiti 5800 K - 4400 K.

Iðuhvolf er þar fyrir innan. Orka berst upp á yfirborðið með iðuhreyfingum efnisins. Hiti 1.200.000 K.

Geislunarlag er næst kjarnanum. Orka berst út á við með geislun. Hiti 1.200.000 K - 8.000.000 K.

Kjarni sólar er innstur. Þar fer fram orkuframleiðsla við kjarnasamruna. Hiti um 15.500.000 K.

Innsti hluti sólarinnar nefnist kjarni. Þar fer orkuframleiðslan fram við kjarnasamruna vetnisatóma þegar vetniskjarnar breytast í helínkjarna. Massi helínkjarnans sem myndast er örlítið minni en samanlagður massi vetniskjarnanna, og massinn sem tapast ummyndast í orku samkvæmt jöfnu Einsteins E = mc2, þar sem E er orkulosunin, m er massarýrnunin og c2 er ljóshraðinn í öðru veldi. Sem fyrr segir er hitinn hæstur í kjarnanum, eða um 15.500.000 K.

Utan við kjarnann (um 0,25 R frá miðju þar sem R er geisli sólar) tekur við geislunarlagið sem dregur nafn sitt af því að þar berst orkan, sem myndast í kjarna, út á við með geislun (rætt er um mismunandi gerðir varmaburðar í þessu svari Tryggva Þorgeirssonar og Þorsteins Vilhjálmssonar). Í geislunarlagi fer hitastig lækkandi, úr um 8.000.000 K næst kjarna í um 1.200.000 K yst. Í um 0,71 R fjarlægð frá miðju tekur iðuhvolfið við, þar sem orkan flyst í átt að yfirborði, einkum með iðuhreyfingum efnisins. Í iðuhvolfinu heldur hiti áfram að lækka, fer úr um 1.200.000 K innst í um 6000 K yst.

Ljóshvolfið tekur við af iðuhvolfinu, og er það neðsta lag lofthjúpsins. Ljóshvolfið er aðeins 400 km á þykkt og myndar því þunna skel utan um innri hluta sólar sem er 696.000 km á dýpt. Þetta er hið gula lag sem við sjáum á myndum af sólinni, og má því kalla yfirborð hennar. Sólin hefur þó ekkert fast yfirborð því efnin sem mynda hana eru öll í gasham. Hitinn í ljóshvolfinu lækkar er ofar dregur, fer úr um 5800 K neðst í um 4400 K efst.

Utan við ljóshvolfið er lithvolfið. Þéttleiki gassins í lithvolfinu er mjög lítill og er það ósýnilegt við venjulegar aðstæður. Í sólmyrkvum hylur tunglið ljóshvolfið og má þá sjá lithvolfið sem rauð-/bleiklita rönd meðfram jöðrum tunglsins. Hitinn hækkar umtalsvert í lithvolfinu, fer úr 4400 K í næstum 25.000 K efst.

Frá miðju sólar eru sem fyrr segir 696.000 km út að ljóshvolfinu sem er um 400 km á breidd. Utan við það er lithvolfið sem er um 2000 km breitt. Yst í lofthjúpnum er kórónan, sem teygir sig milljónir kílómetra út í geiminn, þar til hún verður á endanum að sólvindinum. Kórónan er gerð úr afar óþéttu gasi og sést, eins og lithvolfið, aðeins í sólmyrkvum. Hitastig rís mjög í kórónu og fer þar yfir 2.000.000 K.

Fjallað er um stærð sólar í þessu svari sama höfundar.

Sagt er frá myndun og þróun sólarinnar í svari Árdísar Elíasdóttur og Gunnlaugs Björnssonar við spurningunni: Af hverju er sólin til?

Frekari fróðleik um sólina má finna á Stjörnufræðivefnum.

Heimildir:

Freedman, R. A. og Kaufmann, W. J. 1998. Universe, 5. útgáfa. New York, W. H. Reeman and Company.

Höfundur

læknanemi við HÍ

Útgáfudagur

19.4.2000

Spyrjandi

Sara Rut Ágústsdóttir, f. 1986

Tilvísun

Tryggvi Þorgeirsson. „Hvað er sólin heit? “ Vísindavefurinn, 19. apríl 2000. Sótt 8. apríl 2020. http://visindavefur.is/svar.php?id=355.

Tryggvi Þorgeirsson. (2000, 19. apríl). Hvað er sólin heit? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=355

Tryggvi Þorgeirsson. „Hvað er sólin heit? “ Vísindavefurinn. 19. apr. 2000. Vefsíða. 8. apr. 2020. <http://visindavefur.is/svar.php?id=355>.

Chicago | APA | MLA

Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvað er sólin heit?
Vegna þess að sólin skiptist í nokkur lög sem hafa ólíka eiginleika, er hún ekki öll jafnheit. Hitinn er mestur í miðju sólar þar sem orkuframleiðslan fer fram, og er talið að þar sé hitinn um 15,5 milljón gráður á selsíus. Yfirborðshiti sólar, það er hitinn á því lagi sem við sjáum, er mun lægri eða um 5500°C.

Sólinni er gjarnan skipt í innri hluta (solar interior) og lofthjúp, sem hvorum um sig má síðan skipta í þrjú lög. Hér á eftir eru þessi sex lög sólarinnar nefnd og fjallað í örstuttu máli um einkenni hvers þeirra. Athugið að hiti þeirra er ekki gefinn upp í selsíusstigum heldur í kelvinum, sem eru oftast notuð í vísindum nú á dögum. Stigin á þessum tveimur kvörðum eru jafnstór og eini munurinn er að núll á kelvinkvarðanum er miðað við alkul en ekki frostmark vatns eins og selsíuskvarðinn. Því er 0 K = -273°C og auðveldlega má umreikna milli kvarðanna með því að draga 273 frá hitastigi sem er gefið upp kelvinum til að fá út hitastig í selsíusstigum.

Eftirfarandi rissmynd sýnir lögin sex sem fjallað er um (athugið að stærðarhlutföll eru ekki rétt):



Yst er kóróna sólar sem teygir sig milljónir kílómetra út í geiminn. Hiti hækkar mjög, fer yfir 2.000.000 K.

Næst fyrir innan er svokallað lithvolf. Það er miðlag lofthjúpsins. Hiti hækkar úr 4400 K í 25.000 K.

Ljóshvolf (gult á mynd) er neðsta lag lofthjúpsins og sá hluti sem við sjáum. Hiti 5800 K - 4400 K.

Iðuhvolf er þar fyrir innan. Orka berst upp á yfirborðið með iðuhreyfingum efnisins. Hiti 1.200.000 K.

Geislunarlag er næst kjarnanum. Orka berst út á við með geislun. Hiti 1.200.000 K - 8.000.000 K.

Kjarni sólar er innstur. Þar fer fram orkuframleiðsla við kjarnasamruna. Hiti um 15.500.000 K.

Innsti hluti sólarinnar nefnist kjarni. Þar fer orkuframleiðslan fram við kjarnasamruna vetnisatóma þegar vetniskjarnar breytast í helínkjarna. Massi helínkjarnans sem myndast er örlítið minni en samanlagður massi vetniskjarnanna, og massinn sem tapast ummyndast í orku samkvæmt jöfnu Einsteins E = mc2, þar sem E er orkulosunin, m er massarýrnunin og c2 er ljóshraðinn í öðru veldi. Sem fyrr segir er hitinn hæstur í kjarnanum, eða um 15.500.000 K.

Utan við kjarnann (um 0,25 R frá miðju þar sem R er geisli sólar) tekur við geislunarlagið sem dregur nafn sitt af því að þar berst orkan, sem myndast í kjarna, út á við með geislun (rætt er um mismunandi gerðir varmaburðar í þessu svari Tryggva Þorgeirssonar og Þorsteins Vilhjálmssonar). Í geislunarlagi fer hitastig lækkandi, úr um 8.000.000 K næst kjarna í um 1.200.000 K yst. Í um 0,71 R fjarlægð frá miðju tekur iðuhvolfið við, þar sem orkan flyst í átt að yfirborði, einkum með iðuhreyfingum efnisins. Í iðuhvolfinu heldur hiti áfram að lækka, fer úr um 1.200.000 K innst í um 6000 K yst.

Ljóshvolfið tekur við af iðuhvolfinu, og er það neðsta lag lofthjúpsins. Ljóshvolfið er aðeins 400 km á þykkt og myndar því þunna skel utan um innri hluta sólar sem er 696.000 km á dýpt. Þetta er hið gula lag sem við sjáum á myndum af sólinni, og má því kalla yfirborð hennar. Sólin hefur þó ekkert fast yfirborð því efnin sem mynda hana eru öll í gasham. Hitinn í ljóshvolfinu lækkar er ofar dregur, fer úr um 5800 K neðst í um 4400 K efst.

Utan við ljóshvolfið er lithvolfið. Þéttleiki gassins í lithvolfinu er mjög lítill og er það ósýnilegt við venjulegar aðstæður. Í sólmyrkvum hylur tunglið ljóshvolfið og má þá sjá lithvolfið sem rauð-/bleiklita rönd meðfram jöðrum tunglsins. Hitinn hækkar umtalsvert í lithvolfinu, fer úr 4400 K í næstum 25.000 K efst.

Frá miðju sólar eru sem fyrr segir 696.000 km út að ljóshvolfinu sem er um 400 km á breidd. Utan við það er lithvolfið sem er um 2000 km breitt. Yst í lofthjúpnum er kórónan, sem teygir sig milljónir kílómetra út í geiminn, þar til hún verður á endanum að sólvindinum. Kórónan er gerð úr afar óþéttu gasi og sést, eins og lithvolfið, aðeins í sólmyrkvum. Hitastig rís mjög í kórónu og fer þar yfir 2.000.000 K.

Fjallað er um stærð sólar í þessu svari sama höfundar.

Sagt er frá myndun og þróun sólarinnar í svari Árdísar Elíasdóttur og Gunnlaugs Björnssonar við spurningunni: Af hverju er sólin til?

Frekari fróðleik um sólina má finna á Stjörnufræðivefnum.

Heimildir:

Freedman, R. A. og Kaufmann, W. J. 1998. Universe, 5. útgáfa. New York, W. H. Reeman and Company....