Hvorfor Solen ikke er et bål
Hvis Solen var et bål, ville den ha brent opp for lenge siden: Kjemisk forbrenning frigjør altfor lite energi per gram - drivstoff på størrelse med Solen ville ha brent opp på noen tusen år. Men Solen er omtrent 4,6 milliarder år gammel, og den har tilbakelagt omtrent halvparten av levetiden sin.
Det er noe annet som foregår. Tyngden fra de ytre lagene presser sammen sentrum, slik at stoffet der er omtrent 150 ganger tettere enn vann, og temperaturen er rundt 15 millioner grader. I flere trinn slår hydrogenkjerner seg sammen til en heliumkjerne, som er litt lettere enn summen av de opprinnelige kjernene. Forskjellen blir til lys: Omtrent fire millioner tonn i sekundet slutter å være materie.
Det skjer langsomt. Protoner har samme ladning og frastøter hverandre, og selv 15 millioner grader er ikke nok til å få dem til å kollidere direkte: Fusjonen skjer gjennom kvantetunnelering, altså ved en sjelden tilfeldighet. Et enkelt proton venter i gjennomsnitt i milliarder av år på reaksjonen sin. Derfor blusser ikke Solen opp på én gang, men skinner jevnt.
En kubikkmeter av solkjernen avgir i gjennomsnitt rundt 276 watt - omtrent på samme størrelsesorden som en komposthaug. Solen blender ikke på grunn av effekten på ett punkt, men på grunn av størrelsen: Det finnes så mange slike kubikkmetre inni den at de til sammen utgjør en stjerne.
Hvordan lyset kommer ut fra Solens sentrum
Deretter må energien komme seg ut. Kjernen utgjør omtrent en fjerdedel av radiusen, over den ligger strålingssonen - helt ut til 70 % av radiusen - og den ytterste tredjedelen er konvektiv. På veien faller temperaturen med nesten en faktor på 3000.
Temperaturen inni Solen, millioner grader: 15 i sentrum, rundt 2 ved konveksjonsgrensen, 0,006 på overflaten
Lagene er bygd opp slik av en grunn. Så lenge stoffet er gjennomsiktig, transporterer strålingen varmen. Nærmere overflaten avkjøles gassen og blir ugjennomsiktig, slik at strålingen ikke kommer gjennom - da er det selve gassen som beveger seg: Varm gass stiger, avkjølt gass synker. Utenfra ser du dette som et kornete mønster: Hver granule er rundt 1000 kilometer i diameter og varer i omtrent ti minutter.
Et gammafoton fra kjernen blir nesten umiddelbart absorbert og sendt ut igjen - milliarder av ganger, hver gang i en tilfeldig retning. Anslagene for hvor lang tid energien bruker på å nå overflaten, varierer: fra tusenvis til hundretusenvis av år. De resterende 150 millioner kilometerne til Jorden tilbakelegger lyset på 8 minutter og 20 sekunder.
Hvordan vet vi hva som skjer inni Solen
Ingen har sett inn, men det finnes to omveier. Nøytrinoer blir til i de samme reaksjonene og vekselvirker nesten ikke med noe: De forlater kjernen på et par sekunder og når detektorer på Jorden - en direkte rapport fra sentrum. Solen lager også lyd: Overflaten svinger, og frekvensmønsteret avslører tettheten og lydhastigheten i dybden.
Det er rimelig å håpe at vi i en ikke altfor fjern fremtid vil kunne forstå noe så enkelt som en stjerne.
Hvorfor skinner Solen jevnt i stedet for å blusse opp med én gang?
Hvordan kommer energien fra solkjernen til overflaten?
Kilder
- Standardmodellen for Solen
- parametere basert på NASA-data, målinger av solnøytrinoer (SNO, Super-Kamiokande) og helioseismologi (SOHO)
Neste i serien «Solen»
2 artikler i sin helhet på nettstedet, 2 til i appen
