Solytan

Nedanstående innehåll är skapat av Mimers Brunns besökare. Kommentera arbete

Vår sol är nu drygt 4,5 miljarder år gammal. Och har lyst med nästan konstant ljusstyrka sen dess att den var färdig skapad. Dess kärntemperatur är ca 15000000 o K. Denna höga temperatur beror på att solkärnan är som en enorm kärnreaktor. (Om man jämför den effekt som man får ut av ett normalt kärnkraftverk med solens effekt så är solens effekt ungefär 1*1018 gånger större.) Det sker nämligen en fusion där huvudreaktionen är att fyra väte blir till en helium plus en massa energi. För att såna här så kallade ”termonukleära reaktioner” ska kunna äga rum så måste det vara väldigt varmt. För elementarpartiklar har en väldigt stark repulsion emellan sig. Och ju varmare det är ju mer energi har partiklarna och ju snabbare rör dom sig. Så den höga temperaturen behövs för att övervinna repulsionen partiklarna emellan, reaktionerna (det är inte bara väte som blir till helium som sker. Utan även andra som att väte blir till tungt väte mm.) startar vid ungefär 15 miljoner grader. På solytan är det betydligt kallare runt 5800 o C så där kan ingen fusion ske. Denna värme transporteras ut mot ytan, fotosfären, genom cirkulation i solens o fasta kropp, s.k. konvektion. Detta sker genom temperatur skillnaden mellan solens kärna och fotosfär. Den varmare materian ifrån kärnan flyter ut till fotosfären medan den kallare materian i fotosfären sjunker in mot kärnan. All värme och allt ljus som bildas i solen är energi. Denna energi fås av fusionen i solen kärna. Så med Einsteins formel så kan man ganska lätt räkna ut att solen minskar sin massa med 4 miljoner ton per sekund. Detta genom att vi vet ljushastigheten i vakuum, sen sätter man in solens effekt som E och sedan kan man lösa ut m som är massan.

Solen har ett magnetfält. Detta magnetfält tros alstras på grund av att eftersom solen är så varm så är alla atomer joniserade. D.v.s. dom har förlorat en del av sina elektroner (blivit exiterade). Dessa elektroner skapar sedan en elektrisk ström. Och en elektrisk ström skapar ett magnetfällt runt sig. På detta sätt tror man att solens magnetfällt bildas.
Solfläckar har sitt ursprung i att det starka magnetfältet i solen hindrar konvektionen och på så vis energi transporten. Då blir dessa fläckar som inte får nått energi tillflöde kallare än sin omgivning. Temperaturskillnaden blir ca 2000 K. Enligt solforskare Henrik Lundstedt så har ett solfläcks par samma magnetiska pol. Genom att solfläckar bildas när solens magnetfält bryter ut som en ögla . Och då följer den elektriskt laddade gasen magnetfältet i en liten båge utifrån solen och sedan tillbaka in i solen. Då får gasen en lägre temperatur och på så vis blir gasen kallare än omgivningen.
Efter lite eget tänkande tror jag att konvektions strömmarna är det som får magnetfältet att tryckas ut i öglor.
Den vanliga storleken på solfläckar är oftast flera gånger gånger större än jordens egna diameter. D.v.s. jorden skulle få plats i en solfläck. Solfläckar uppträder oftast i par med samma magnetiska pol. Solfläckarnas storlek och antal varierar med en tidsperiod på 11 år. Men om man tar hänsyn till magnetfältets poler på solfläckarna växlar så är den cykeln 22 år. Så efter elva år så har solfläckarna bytat pol. D.v.s. om dom från början var nord pol har dom nu blivit syd pol. Solfläckar har en mörkare mitt del och en ljusare ytterdel (syns på bilden ovan höger). Innerdelen, den mörkare, kallas umbran. Och den ljusare ytter delen kallas penumbran. Penumbran är ca 5700 K medan umbran är ca 4100 K. De första rapporterna om solfläckar blev gjorda av Galileo Galilei på 1600 talet. Men regelbundna solobservationer startade först en bit in på 1700 talet. Men från mitten av 1600 talet fram till början av 1700 talet finns knappt en enda rapport om solfläckar. Detta tror man beror på att det inte heller fanns några. D.v.s. att hela perioden var ett långt solfläcks minimum. (perioden kallas Maunderminimet efter den brittiske astronomen Walter Maunder som var den förste att undersöka saken) Maunderminimet sammanfaller med en tidsperiod som var väldokumenterat någon grad kallare än normalt. T.ex. under denna period kunde en svensk här tåga över Stora bält. Något som sedan dess varit omöjligt på grund av att isen inte blivit tjock nog.
På samma sätt som det finns solfläckar med lägre temperatur än den omgivande fotosfären så finns det också s.k. solfacklor med högre temperatur änden omgivande fotosfären. Det är i dessa områden som de mest spektakulära händelser på solytan sker s.k. flares (är inte översatt till något använt svenskt namn). Vilket är våldsamma explosioner som i sin tur sänder ut enorma mängder protoner, elektroner och strålning, framförallt inom röntgenfrekvensen. (När denna strålningen först bildades inne i kärnan tog det strålningen över 170000 år att komma ur solens kärna till konvektionszonen (se bilden på sid. 1) vilken ligger ca 200000 km ifrån solytan. Det tar partiklarna ett par dar att nå jorden och vi kan märka deras ankomst som norrsken men även som störningar i radioförbindelser. Men för röntgenstrålningen tar det bara runt 8 minuter att nå jorden. Denna strålning kan slå ut elektronik i bl.a. sateliter.
I samband med solfläcks maximum var 11 år så är solaktiviteten också som störst vid denna tidpunkt.
Efter fotosfären kommer kromosfären, som sträcker sig ca 130000 km ifrån fotosfären. Kromosfären har en temperatur skillnad från precis vid fotosfären på 4800 K till precis innan över gången till det yttersta lagret av solen som kallas koronan där temperaturen stigit till ca 50000 K. Koronan kan endast observeras vid solförmörkelser, trots att koronan är mycket varmare än fotosfären, ca 3000000 K. Detta förfaller lite konstigt att temperaturen kan stiga utanför solen. Att det blir ett mellan skikt, fotosfären, som är kallare än ytterskiktet, koronan. Det borde ju vara som så att ytterlagret är kallast. Och enligt termodynamikens andra lag kan inte värme flöda konstant ifrån ett kallare område till ett varmare. Så denna uppvärmning av koronan verkar det finnas ett antal olika teorier.
Enligt solforskare Henrik Lundstedt så får koronan sin otroliga temperatur genom att när magnetfälts öglor ( som bildade solfläckar) blir ännu större och når ut i koronan kan magnetfält av olika riktning smälta samman och på så vis hetta upp koronan.
Boken Astronomi guiden däremot skriver om en teori som så här: ”Friktionsvärme som uppkommer vid konvektionen sprids genom kromsfären till koronan och att den ökande temperaturen alstras av en energi som inte har någon anknytning till termodynamikens lagar.
Koronans form och utseende beror på om solen är inne i ett solfläcks maximum eller minimum. D.v.s. om solen är mer aktiv än vanligt eller mindre aktiv. Vid ett minimum är koronan ganska rund och jämn. Medan under ett maximum är den mera utbredd. Så bilden är antagligen tagen under ett solfläcks maximum. Eller nära ett.
Från koronan sänds ständigt en ström av partiklar ut, främst protoner och elektroner. Så denna materia som sänds ut via solvinden är i det s.k. plasmatillståndet . Partiklar som är i plasma tillstånd påverkas inte bara av gravitations kraften utan av elektriska och magnetiska krafter också. Detta flöde av partiklar kallas solvinden. Solvindens hastighet brukar ligga mellan 300-600 km/h. Väldigt fort alltså. Då tänker du säkert att man borde kunna ”segla” medhjälp av denna ”vind”. Men det går inte pågrund av att solvinden inte är tillräkligt tät. Solvinden antas nå ca 5 Tera meter ut i solsystemet. Solvinden som vår sol skickar ut startade ca 100 000 år efter att solen bildats. I och med solvindens skapande så sattes uppbygnaden av alla planeterna stopp. För solvinden blåste bort bygg materialet som planeterna drog åt sig i sina födelser.
En annan effekt av solvinden är norrsken (latin: Aurora Borealis som betyder nordlig morgon rodnad). Från början trodde man att norrskenet kom ifrån brytning av solljuset, men denna teori fick sitt slut när den svenske Uppsalaprofessorn Anders Ångerström i mitten på 18-talet visade att norrskenet kommer ifrån en lysande gas, ifrån jord atmosfären. Anledningen till att jordatmosfärens gas lyser är att den tar emot energi från de in flygande partiklarna i solvinden. Med Ångerströms slutsatser så tog de gamla teorierna som byggde på att norrskenet kom från solljusets brytning.
Grönt norrsken orsakas av syre partiklar, rött kväve och av syre och blå violett norrsken orsakas till största del av kväve. Skillnaderna i färgerna är på grund av att atmosfärens sammansättning ändras på olika höjder.
Norrsken som bildas närmare än 100km till jordytan blir rött på grund av kväve, norrsken på höjden mellan 100km och 300km oftast grönt och över 300km ifrån jordytan blir det också rött, men då på grund av syre.
Så om elektronerna som orsakar norrskenet kommer in med hög hastighet så når dom långt ner i atmosfären, då blir norrskenet rött och orsakas, som sagt, till största del av kväve. Och om elektronerna kommer in med låg hastighet når dom inte så långt in i atmosfären, då blir norrskenet också rött. Men det mesta ca 9/10 av allt norrsken bildas av protoner.
Nu vet man att det är 5 krav som måste vara uppfyllda för att norrsken ovanför en himlakropp:
 Himlakroppen måste ha atmosfär. För det är norrskenets ”bildskärm” där det uppstår.
 Laddade partiklar (plasma) som kan krocka med atmosfären. I jordens fall finns dessa ovanför atmosfären. Ca 60k...