De zon is een enorme bol van hete gassen die kolossale energie en licht produceren en het leven op aarde mogelijk maken.
Dit hemellichaam is het grootste en meest massieve in het zonnestelsel. Van de aarde ernaartoe is de afstand 150 miljoen kilometer. Het duurt ongeveer acht minuten voordat warmte en zonlicht ons bereiken. Deze afstand wordt ook wel acht lichtminuten genoemd.
De ster die onze aarde verwarmt, bestaat uit verschillende buitenste lagen, zoals de fotosfeer, de chromosfeer en de zonnecorona. De buitenste lagen van de atmosfeer van de zon creëren energie op het oppervlak die borrelt en uit het binnenste van de ster schiet, en wordt geïdentificeerd als zonlicht.
Onderdelen van de buitenste laag van de zon
De laag die we zien wordt de fotosfeer of lichtbol genoemd. De fotosfeer wordt gekenmerkt door heldere, ziedende plasmakorrels en donkere, koudere zonnevlekken die ontstaan wanneer de magnetische velden van de zon door het oppervlak scheuren. Vlekken verschijnen en bewegen over de schijf van de zon. Bij het observeren van deze beweging kwamen astronomen tot de conclusie dat ons lichtpuntdraait om zijn as. Omdat de zon geen solide basis heeft, roteren verschillende regio's met verschillende snelheden. Evenaargebieden voltooien een volledige cirkel in ongeveer 24 dagen, terwijl poolrotaties meer dan 30 dagen kunnen duren (om een rotatie te voltooien).
Wat is de fotosfeer?
De fotosfeer is ook de bron van zonnevlammen: vlammen die zich honderdduizenden kilometers boven het oppervlak van de zon uitstrekken. Zonnevlammen produceren uitbarstingen van röntgenstraling, ultraviolette, elektromagnetische straling en radiogolven. De bron van röntgen- en radiostraling is rechtstreeks afkomstig van de zonnecorona.
Wat is de chromosfeer?
De zone rond de fotosfeer, de buitenste schil van de zon, wordt de chromosfeer genoemd. Een smal gebied scheidt de corona van de chromosfeer. In het overgangsgebied loopt de temperatuur fors op, van enkele duizenden graden in de chromosfeer tot ruim een miljoen graden in de corona. De chromosfeer stra alt een roodachtige gloed uit, zoals bij de verbranding van oververhitte waterstof. Maar de rode rand is alleen te zien tijdens een zonsverduistering. Op andere momenten is het licht van de chromosfeer over het algemeen te zwak om te worden gezien tegen de heldere fotosfeer. De plasmadichtheid da alt snel en beweegt omhoog van de chromosfeer naar de corona door het overgangsgebied.
Wat is de zonnecorona? Beschrijving
Astronomen onderzoeken onvermoeibaar het mysterie van de zonnecorona. Hoe is ze?
Dit is de atmosfeer van de zon of zijn buitenste laag. Deze naam is gegeven omdatdat het uiterlijk ervan duidelijk wordt wanneer er een totale zonsverduistering plaatsvindt. Deeltjes van de corona strekken zich uit tot ver in de ruimte en bereiken in feite de baan van de aarde. De vorm wordt voornamelijk bepaald door het magnetische veld. Vrije elektronen in coronabeweging langs magnetische veldlijnen vormen veel verschillende structuren. De vormen die in de corona boven zonnevlekken te zien zijn, zijn vaak hoefijzervormig, wat verder bevestigt dat ze magnetische veldlijnen volgen. Vanaf de bovenkant van dergelijke "bogen" kunnen lange wimpels zich uitstrekken, op een afstand van de diameter van de zon of zelfs meer, alsof een of ander proces materiaal van de bovenkant van de bogen de ruimte in trekt. Daarbij gaat het om de zonnewind, die door ons zonnestelsel naar buiten waait. Astronomen hebben dergelijke verschijnselen "slangenhelm" genoemd vanwege hun gelijkenis met de gekartelde helmen die vóór 1918 door ridders werden gedragen en door sommige Duitse soldaten werden gebruikt
Waar is de kroon van gemaakt?
Het materiaal waaruit de zonnecorona is gevormd, is extreem heet, bestaande uit ijl plasma. De temperatuur in de corona is meer dan een miljoen graden, verrassend veel hoger dan de temperatuur aan het oppervlak van de zon, die ongeveer 5500 °C is. De druk en dichtheid van de corona is veel lager dan in de atmosfeer van de aarde.
Door het zichtbare spectrum van de zonnecorona te observeren, werden heldere emissielijnen gevonden op golflengten die niet overeenkomen met bekende materialen. In dit opzicht hebben astronomen het bestaan van "coronium" gesuggereerdals het belangrijkste gas in de corona. De ware aard van dit fenomeen bleef een mysterie totdat werd ontdekt dat de coronale gassen oververhit waren boven 1.000.000 °C. Met zo'n hoge temperatuur zijn de twee dominante elementen, waterstof en helium, volledig verstoken van hun elektronen. Zelfs kleine stoffen zoals koolstof, stikstof en zuurstof worden uitgekleed tot kale kernen. Alleen de zwaardere bestanddelen (ijzer en calcium) kunnen bij deze temperaturen een deel van hun elektronen vasthouden. De emissie van deze sterk geïoniseerde elementen die de spectraallijnen vormen, bleef tot voor kort een mysterie voor vroege astronomen.
Helderheid en interessante feiten
Het zonneoppervlak is te helder en in de regel is de zonneatmosfeer ontoegankelijk voor ons zicht, de corona van de zon is ook niet zichtbaar voor het blote oog. De buitenste laag van de atmosfeer is erg dun en zwak, dus alleen te zien vanaf de aarde op het moment dat er een zonsverduistering plaatsvindt of met een speciale coronagraaftelescoop die een zonsverduistering simuleert door de heldere zonneschijf te bedekken. Sommige coronagrafen gebruiken telescopen op de grond, andere worden op satellieten uitgevoerd.
De helderheid van de zonnecorona in röntgenstralen is te danken aan zijn enorme temperatuur. Aan de andere kant zendt de fotosfeer van de zon heel weinig röntgenstraling uit. Hierdoor kan de corona over de schijf van de zon worden bekeken wanneer we deze in röntgenstralen waarnemen. Hiervoor wordt speciale optica gebruikt, waarmee u röntgenfoto's kunt zien. BIJBegin jaren zeventig gebruikte het eerste Amerikaanse ruimtestation Skylab een röntgentelescoop, waarmee voor het eerst de zonnecorona en zonnevlekken of gaten duidelijk zichtbaar waren. In het afgelopen decennium is er een enorme hoeveelheid informatie en afbeeldingen over de corona van de zon verstrekt. Met behulp van satellieten wordt de zonnecorona toegankelijker voor nieuwe en interessante waarnemingen van de zon, haar kenmerken en dynamische aard.
Zontemperatuur
Hoewel de interne structuur van de zonnekern verborgen is voor directe waarneming, kan met behulp van verschillende modellen worden afgeleid dat de maximale temperatuur in onze ster ongeveer 16 miljoen graden (Celsius) is. De fotosfeer - het zichtbare oppervlak van de zon - heeft een temperatuur van ongeveer 6000 graden Celsius, maar stijgt zeer sterk van 6000 graden tot enkele miljoenen graden in de corona, in het gebied van 500 kilometer boven de fotosfeer.
De zon is van binnen heter dan van buiten. De buitenste atmosfeer van de zon, de corona, is echter inderdaad heter dan de fotosfeer.
Aan het eind van de jaren dertig ontdekten Grotrian (1939) en Edlen dat de vreemde spectraallijnen die in het spectrum van de zonnecorona werden waargenomen, werden uitgezonden door elementen als ijzer (Fe), calcium (Ca) en nikkel (Ni) in zeer hoge stadia van ionisatie. Ze concludeerden dat het coronale gas erg heet is, met temperaturen van meer dan 1 miljoen graden.
De vraag waarom de corona van de zon zo heet is, blijft een van de meest opwindende puzzels van de astronomie.de afgelopen 60 jaar. Er is nog geen definitief antwoord op deze vraag.
Hoewel de zonnecorona onevenredig heet is, heeft hij ook een zeer lage dichtheid. Er is dus slechts een klein deel van de totale zonnestraling nodig om de corona te voeden. Het totale vermogen dat door röntgenstralen wordt uitgestraald, is slechts ongeveer een miljoenste van de totale helderheid van de zon. Een belangrijke vraag is hoe energie naar de corona wordt getransporteerd en welk mechanisme verantwoordelijk is voor het transport.
Mechanismen voor het aandrijven van de zonnecorona
Er zijn in de loop der jaren verschillende corona-krachtmechanismen voorgesteld:
- Akoestische golven.
- Snelle en langzame magneto-akoestische golven van lichamen.
- Alfven golflichamen.
- Langzame en snelle magneto-akoestische oppervlaktegolven.
- Stroom (of magnetisch veld) is dissipatie.
- Stromen van deeltjes en magnetische flux.
Deze mechanismen zijn zowel theoretisch als experimenteel getest en tot op heden zijn alleen akoestische golven uitgesloten.
Het is nog niet onderzocht waar de bovengrens van de kroon eindigt. De aarde en andere planeten van het zonnestelsel bevinden zich in de corona. De optische straling van de corona wordt waargenomen bij 10-20 zonnestralen (tientallen miljoenen kilometers) en combineert met het fenomeen van het dierenriemlicht.
Magnetic Corona Solar Carpet
Onlangs is het "magnetische tapijt" in verband gebracht met de coronale verwarmingspuzzel.
Waarnemingen met hoge ruimtelijke resolutie laten zien dat het oppervlak van de zon bedekt is met zwakke magnetische velden die geconcentreerd zijn in kleine gebieden met tegengestelde polariteit (tapijtmagneet). Aangenomen wordt dat deze magnetische concentraties de belangrijkste punten zijn van individuele magnetische buizen die elektrische stroom voeren.
Recente waarnemingen van dit "magnetische tapijt" laten een interessante dynamiek zien: fotosferische magnetische velden zijn constant in beweging, interageren met elkaar, verdwijnen en verdwijnen gedurende een zeer korte periode. Magnetische herverbinding tussen een magnetisch veld van tegengestelde polariteit kan de topologie van het veld veranderen en magnetische energie vrijgeven. Het herverbindingsproces zal ook elektrische stromen afvoeren die elektrische energie omzetten in warmte.
Dit is een algemeen idee van hoe het magnetische tapijt betrokken kan zijn bij coronale verwarming. Er kan echter niet worden beweerd dat het "magnetische tapijt" uiteindelijk het probleem van coronale verwarming oplost, aangezien er nog geen kwantitatief model van het proces is voorgesteld.
Kan de zon uitgaan?
Het zonnestelsel is zo complex en onontgonnen dat sensationele uitspraken als: "De zon zal spoedig uitgaan" of, omgekeerd, "De temperatuur van de zon stijgt en binnenkort zal het leven op aarde onmogelijk worden" klinken belachelijk op zijn zachtst gezegd. Wie kan zulke voorspellingen doen zonder precies te weten welke mechanismen?in het hart van deze mysterieuze ster?!
