Ved hvilke fænomener udsender solen lys?
Det er det, vi skal se på i denne korte artikel.
Godt udforsket!?
Hvordan skinner solen?
Solen, eller enhver anden stjerne for den sags skyld, „skinner‟ eller „brænder‟ takket være en termonuklear fusionsproces, ikke en kemisk reaktion som kunstig belysning på vores planet.
Da solen er meget massiv, har den stor tyngdekraft, og dens kerne er udsat for et enormt tryk og en enorm varme. Dette tryk og denne varme er så høj i solens kerne (omkring 15 millioner °C), at protonerne i de brintatomer, som solen hovedsageligt består af, kolliderer med hinanden med tilstrækkelig hastighed til, at de klæber sammen eller „smelter sammen‟ og danner heliumkerner. Faktisk skal fire brintkerner smelte sammen for at producere en heliumkerne, selv om det faktisk er en mere kompliceret proces i tre dele (brint til deuterium, deuterium til helium-3 og helium-3 til helium).
Men nettomassen af de sammensmeltede heliumkerner er faktisk lidt mindre end summen af masserne af de brintatomer, de består af, og denne lille mængde tabt masse omdannes til en enorm mængde energi i henhold til masse-energi-ækvivalensrelationen E = mc². For at give en idé om omfanget af denne proces omdanner vores sol hvert eneste sekund ca. 700 millioner tons brint til ca. 695 millioner tons helium. De manglende 5 millioner tons omdannes til en energi, der svarer til detonationen af omkring 100 milliarder 1-megatons bomber eller 200 millioner gange sprængkraften af alle de atomvåben, der nogensinde er eksploderet på jorden. Og det sker hvert sekund.
Fusionsprocessen frigiver derfor enorme mængder energi, først i form af gammastrålingsfotoner, som passerer gennem solens indre ved en kombination af stråling og konvektion, og som derefter sendes tilbage til rummet i form af elektromagnetisk energi, herunder synligt lys. Denne proces udsender også partikelstråling, kendt som „stjernevinden‟, en konstant strøm af elektrisk ladede partikler som frie protoner, alfapartikler og betapartikler samt en konstant strøm af neutrinoer. Det er det indre tryk i denne kernefusionsproces, der forhindrer solen i at kollapse yderligere under sin egen tyngdekraft (en tilstand af hydrostatisk ligevægt).
Hydrogen er langt det mest almindelige grundstof i solen (og i universet som helhed), og helium er det næstmest almindelige grundstof. En stjerne bruger det meste af sit liv, den såkaldte hovedsekvensfase, på at fusionere brint til helium, men i større og varmere stjerner bliver det helium, der ophobes i kernen, stadig mere komprimeret og varmt, indtil heliumatomerne begynder at fusionere og danne ilt og kulstof. Disse stjerner skaber derfor hele tiden tungere grundstoffer ud fra lettere: helium ud fra brint, ilt ud fra helium og så videre. Men selv i de største stjerner stopper denne proces ved det ultrastabile grundstof jern, som ikke så let smelter sammen til tungere grundstoffer. På dette tidspunkt tager tyngdekraftens indre tryk over, knuser kernen og fører til en supernovaeksplosion og skabelsen af en neutronstjerne eller et sort hul.
Håbentlig har disse oplysninger hjulpet dig med at lære mere om vores sol.
Vi ses snart på Le Petit Astronaute!
Opdag vores næste artikel: hvor er jorden i universet?