Hvorfor Solen ikke er et bål indeni
Hvis Solen var et bål, ville den for længst være brændt ud: Kemisk forbrænding frigiver alt for lidt energi pr. gram - brændstof på størrelse med Solen ville være brændt ud på tusinder af år. Men Solen er omkring 4,6 milliarder år gammel, og den er omtrent halvvejs gennem sit liv.
Der foregår noget andet. Vægten af de ydre lag presser centrum sammen, så stoffet dér er omkring 150 gange tættere end vand, og temperaturen er omkring 15 millioner grader. I flere trin samler brintkerner sig til en heliumkerne, som er en smule lettere end summen af udgangsstofferne. Forskellen bliver til lys: omkring fire millioner ton omdannes hvert sekund fra stof til energi.
Det sker langsomt. Protoner har samme ladning og frastøder hinanden, og selv 15 millioner grader er ikke nok til at få dem til at kollidere direkte: Fusionen sker via kvantetunnelering, altså ved en sjælden tilfældighed. En enkelt proton venter i gennemsnit milliarder af år på sin reaktion. Derfor blusser Solen ikke op på én gang, men lyser jævnt.
En kubikmeter af Solens kerne frigiver i gennemsnit omkring 276 watt - omtrent samme størrelsesorden som en kompostbunke. Solen er blændende, ikke på grund af effekten ét sted, men på grund af sin størrelse: Der er så mange af den slags kubikmeter indeni, at de tilsammen udgør en stjerne.
Hvordan lyset kommer ud fra Solens centrum
Derefter skal energien ud. Kernen fylder omkring en fjerdedel af radius, over den ligger strålingszonen, som går op til 70 % af radius, og den yderste tredjedel er konvektiv. Undervejs falder temperaturen næsten 3000 gange.
Temperaturen inde i Solen, millioner grader: 15 i centrum, omkring 2 ved konvektionszonens grænse, 0,006 ved overfladen
Lagene er opbygget sådan af en grund. Så længe stoffet er gennemsigtigt, transporterer strålingen varmen. Tættere på overfladen afkøles gassen og bliver uigennemsigtig, så strålingen ikke kan trænge igennem - så er det selve gassen, der bevæger sig: Varm gas stiger op, og afkølet gas synker. Udefra kan man se det som et kornet mønster: Hver granulation er omkring 1000 kilometer i diameter og lever i omkring ti minutter.
En gammastråle fra kernen bliver næsten straks absorberet og udsendt igen - milliarder af gange, hver gang i en tilfældig retning. Skøn over, hvor lang tid det tager energien at nå overfladen, varierer: fra tusinder til hundredtusinder af år. De resterende 150 millioner kilometer til Jorden tilbagelægger lyset på 8 minutter og 20 sekunder.
Hvordan ved vi, hvad der sker inde i Solen
Ingen har kigget ind, men der findes to omveje. Neutrinoer dannes i de samme reaktioner og vekselvirker næsten ikke med noget: De forlader kernen på et par sekunder og når frem til detektorer på Jorden - en direkte rapport fra centrum. Og Solen lyder også: Dens overflade svinger, og ud fra frekvensmønstret kan man bestemme tæthed og lydens hastighed i dybden.
Det er rimeligt at håbe, at vi i en ikke alt for fjern fremtid vil kunne forstå noget så enkelt som en stjerne.
Hvorfor lyser Solen jævnt i stedet for at blusse op på én gang?
Hvordan kommer energien fra Solens kerne til overfladen?
Kilder
- Standardmodellen for Solen
- parametre baseret på NASA-data, målinger af solneutrinoer (SNO, Super-Kamiokande) og helioseismologi (SOHO)
Næste i serien »Solen«
2 artikler i fuld længde på siden, 2 mere i appen
