Hvor varm er solen? Koldere, jo tættere kommer du!

Solens temperatur har fascineret videnskabsmænd i århundreder. Tidligt varierede estimaterne fra ren varme til sammenligninger med terrestriske flammer.

Efterhånden som vores forståelse blev dybere, har det videnskabelige samfund indset, at solens kerne rummer et brændende inferno, hvor kernefusion regerer. Moderne instrumentering og innovative observationer har forfinet vores viden og afsløret forviklingerne i dens temperaturgradienter og lag. Så præcis hvor varm er solen?

Lad os dykke ned.

1. Temperaturenigmaen
2. Hvordan måler videnskabsmænd solens temperatur?
3. Hvordan producerer solen varme?
4. Koldere på indersiden
5. Den banebrydende sonde

Temperaturenigmaen

Forestil dig solen som en kosmisk kedel af ekstremer. I sin kerne raser en ubarmhjertig nuklear fusionsdans, der skaber et inferno, der når svimlende 15 millioner grader Celsius (27 millioner grader Fahrenheit). Dette flammende hjerte driver solens lysende eksistens.

Når man rejser opad, fremstår solens synlige overflade, kendt som fotosfæren, som et relativt køligere område, hvor temperaturen svæver mellem 4.000 og 6.000 grader Kelvin. Dette lysende lag er beslægtet med den blide varme fra et lejrbål, der kaster sit strålende skær hen over kosmos.

Det er her energi genereret i kernen når overfladen og udstråles som synligt lys, hvilket gør fotosfæren til den synlige "overflade" af solen, som vi ser fra Jorden.

Alligevel bliver solens gåde dybere, når vi stiger længere ud mod dens kronjuvel:koronaen. Mod alle forventninger blusser dette yderste lag til over en million grader Celsius (1,8 millioner grader Fahrenheit), et område med brændende intensitet. Kontrasten mellem koronaens brændende varme og fotosfærens komparative kølighed forbliver et puslespil.

Hvordan måler videnskabsmænd solens temperatur?

Det er bogstaveligt talt den varmeste stjerne i solsystemet, men du kan ikke bare bruge et termometer til at finde ud af, hvor varmt det faktisk er. I stedet bruger videnskabsmænd en række værktøjer og indirekte metoder til at finde ud af denne varme matematik:

1. Spektroskopi :Disse instrumenter opdeler sollys i dets komponentfarver, hvilket skaber et spektrum. Ved at analysere dette spektrum kan videnskabsmænd identificere absorptionslinjer og deres skift, som giver information om temperaturen i forskellige lag af solens atmosfære.
2. Spektrometre :Disse instrumenter måler intensiteten af ​​lys ved forskellige bølgelængder. Spektrets form, især i områder med stærke absorptionslinjer, kan angive temperaturen på solens overflade og atmosfæriske lag.
3. Pyrometre :Disse instrumenter måler intensiteten af ​​termisk stråling, der udsendes af solen. Ved at analysere bølgelængdefordelingen af ​​denne stråling kan forskerne bestemme temperaturen på solens overflade og dens lag.
4. Koronagrafier :Disse enheder blokerer solens lyse skive, hvilket gør det muligt for videnskabsmænd at observere dens meget svagere ydre atmosfære, koronaen, under solformørkelser eller gennem specielle instrumenter. Dette giver indsigt i koronaens temperatur og dynamik.
5. Solteleskoper :Jord- og rumbaserede teleskoper designet til at observere solen i forskellige bølgelængder af lys hjælper videnskabsmænd med at studere specifikke lag og fænomener forbundet med forskellige overfladetemperaturer og atmosfæretemperaturer.
6. Solsatellitter :Satellitter, som Solar Dynamics Observatory (SDO), giver kontinuerlige observationer af solen på tværs af flere bølgelængder, hvilket gør det muligt for forskere at overvåge ændringer i temperatur og aktivitet over tid.
7. Computermodeller :Avancerede computersimuleringer og modeller hjælper videnskabsmænd med at forudsige temperaturprofilerne for solens lag baseret på teoretisk forståelse af solfysik og observationsdata.

Hvordan producerer solen varme?

Solen genererer sin intense varme gennem en proces kaldet kernefusion. I sin flammende kerne kolliderer brintatomer under enormt tryk og temperatur og smelter sammen og danner heliumatomer.

Denne fusion frigiver en utrolig mængde energi i form af lys og varme. Kernens ekstreme forhold, med temperaturer på omkring 15 millioner grader Celsius (27 millioner grader Fahrenheit), gør det muligt for disse nukleare reaktioner at forekomme.

Den producerede energi rejser udad gennem solens lag, og det tager millioner af år at nå overfladen eller fotosfæren, hvor den frigives som sollys. Denne uophørlige fusionsreaktion, som en evig kosmisk ovn, er det, der brænder for solens glans og giver den livsopretholdende energi til vores solsystem.

Koldere på indersiden

En af de mærkelige ting ved rummet er, at tingene ikke altid stemmer overens med det, der virker som sund fornuft. Tag for eksempel solen. Man skulle tro, at dens overflade ville være varmere end dens ydre atmosfære, da overfladen er tættere på atomovnen i solens kerne. Når alt kommer til alt, når du sidder foran en pejs, føles det varmere, når du kommer tættere på den, ikke?

Men sådan fungerer solen ikke.

Fotosfæren, som soloverfladen kaldes, er faktisk ret varm:mellem 6.700 og 11.000 grader Fahrenheit (3.700 til 6.200 grader Celsius). Men jo længere man kommer fra solens overflade, jo varmere ser atmosfæren ud til at blive. Ved solens korona – det yderste atmosfæriske lag omkring 1.200 miles (2.100 km) fra overfladen – stiger temperaturen til forbløffende 900.000 grader Fahrenheit (500.000 grader Celsius).

Det er alt i bølgerne

Udover solen udviser nogle andre stjerner også dette mærkelige mønster, og i lang tid kæmpede videnskabsmænd for at finde ud af hvorfor. De udviklede en hypotese, hvor magnetohydrodynamiske (MHD) bølger fordeler energi fra under fotosfæren direkte op til koronaen, næsten som et eksprestog uden lokale stop.

I 2013 brugte britiske forskere fremskridt inden for billedteknologi til at undersøge kromosfæren, laget mellem fotosfæren og solkoronaen, og undersøgte faktisk MHD-bølgerne. Deres beregninger bekræftede, at bølgerne kunne være ansvarlige for at transportere energi til koronaen og opvarme dette lag.

"Vores observationer har gjort det muligt for os at estimere mængden af ​​energi, der transporteres af de magnetiske bølger, og disse estimater afslører, at bølgernes energi opfylder energikravet til den uforklarlige temperaturstigning i koronaen," Richard Morton, en videnskabsmand for U.K. s Northumbria University, forklarede, da de annoncerede opdagelsen.

Den banebrydende sonde

Parker Solar Probe er et banebrydende NASA-rumfartøj designet til at vove sig tættere på solen end nogen tidligere mission [kilde:NASA]. Dens mission, der blev lanceret i august 2018, er at studere solens ydre atmosfære (koronaen) og få indsigt i solvinden, en kontinuerlig strøm af ladede partikler, der udgår fra den massive stjerne.

Sonden er opkaldt efter solfysiker Eugene Parker og anvender banebrydende teknologi til at modstå den ekstreme varme og stråling nær solen. Det har til formål at besvare kritiske spørgsmål om solvindens natur, hvordan de accelereres, og hvorfor koronaen er meget varmere end solens overflade.

Denne artikel blev opdateret i forbindelse med AI-teknologi, og derefter faktatjekket og redigeret af en HowStuffWorks-redaktør.

Solen har tornadoer, og de er endnu varmere end resten af ​​atmosfæren; en observeret af NASA i 2015 havde en temperatur på 5 millioner grader Fahrenheit (2,78 millioner grader Celsius). I marts 2023 tog astrofotografer billeder af en rekordstor soltornado, der varede i tre dage. Dette ejendommelige fænomen målte "14 jorder høje" eller omkring 178.000 km (110.604 miles).

Ofte besvarede spørgsmål

Hvad er solens temperatur i Fahrenheit?