Ved hjelp av hvilke fenomener avgir solen lys?
Det er det vi skal se på i denne korte artikkelen.
Godt utforsket!?
Hvordan skinner solen?
Solen, eller en hvilken som helst annen stjerne for den saks skyld, «skinner» eller «brenner» takket være en termonukleær fusjonsprosess, ikke en kjemisk reaksjon som kunstig belysning på planeten vår.
Fordi solen skinner, eller en hvilken som helst annen stjerne for den saks skyld, «brenner» takket være en termonukleær fusjonsprosess.
Solen er svært massiv, den har stor tyngdekraft, og kjernen er utsatt for et enormt trykk og en enorm varme. Trykket og varmen er så høyt i solkjernen (rundt 15 millioner °C) at protonene i hydrogenatomene, som i stor grad utgjør solens kjerne, kolliderer med hverandre med tilstrekkelig hastighet til at de klistrer seg sammen eller «smelter sammen» og danner heliumkjerner. Fire hydrogenkjerner må smelte sammen for å danne én heliumkjerne, selv om dette faktisk er en mer komplisert prosess som består av tre deler (hydrogen til deuterium, deuterium til helium-3 og helium-3 til helium).
Men nettomassen til de sammensmeltede heliumkjernene er faktisk litt mindre enn summen av massene til hydrogenatomene de består av, og denne lille mengden tapt masse omdannes til en enorm mengde energi, i henhold til masse-energi-ekvivalensrelasjonen E = mc². For å gi en idé om omfanget av denne prosessen, kan vi si at solen hvert sekund omdanner rundt 700 millioner tonn hydrogen til rundt 695 millioner tonn helium. De manglende 5 millioner tonnene omdannes til en energi som tilsvarer detonasjonen av rundt 100 milliarder 1-megatonnbomber, eller to hundre millioner ganger sprengkraften til alle atomvåpen som noen gang har eksplodert på jorden. Fusjonsprosessen frigjør derfor enorme mengder energi, først i form av gammastrålingsfotoner, som passerer gjennom solens indre ved en kombinasjon av stråling og konveksjon, og deretter stråles tilbake ut i verdensrommet i form av elektromagnetisk energi, inkludert synlig lys. Denne prosessen avgir også partikkelstråling, kjent som «stjernevinden», en konstant strøm av elektrisk ladede partikler som frie protoner, alfapartikler og betapartikler, samt en konstant strøm av nøytrinoer. Det er det indre trykket fra denne kjernefusjonsprosessen som hindrer solen i å kollapse ytterligere under sin egen tyngdekraft (en tilstand av hydrostatisk likevekt).
Hydrogen er det klart vanligste grunnstoffet i solen (og i universet som helhet), og helium er det nest vanligste grunnstoffet. En stjerne tilbringer mesteparten av sin levetid, den såkalte hovedsekvensfasen, med å smelte hydrogen til helium, men i større og varmere stjerner blir heliumet som akkumuleres i kjernen stadig mer komprimert og varmt, helt til heliumatomene begynner å smelte sammen og danne oksygen og karbon. Disse stjernene danner derfor hele tiden tyngre grunnstoffer fra lettere grunnstoffer: helium fra hydrogen, oksygen fra helium, og så videre. Men selv i de største stjernene stopper denne prosessen ved det ultrastabile grunnstoffet jern, som ikke så lett smelter sammen og danner tyngre grunnstoffer. På dette punktet tar tyngdekraftens indre trykk over, noe som knuser kjernen og fører til en supernovaeksplosjon og dannelsen av en nøytronstjerne eller et svart hull.
Håper denne informasjonen har hjulpet deg til å lære mer om solen vår.
Vi ses snart på Le Petit Astronaute!
Oppdag vår neste artikkel: hvor er jorden i universet?