Solen

Credits: NASA/ESA

Solen är centrum i vårt solsystem och den himlakropp vi har att tacka för i princip allt. Solen är ett gasklot (egentligen är det plasma) som består av 73,6% väte, 24,8% helium samt små spår av andra ämnen som syre m.m.
Hela 98,5% av solen består alltså av väte och helium. (Viktprocent)
Vår sol är en ganska normal stjärna. Vintergatan består till den klart största delen små röda dvärgstjärnor. Det betyder att trots att solen är en medelstor stjärna är bara ungefär 5% av stjärnorna i Vintergatan större än solen.
Vi ska vara tacksamma att solen inte är större än vad den är därför att hos en stor stjärna måste kärnfusionen gå på högre fart är hos en liten stjärna. Annars skulle den falla ihop under tyngdkraften. Paradoxalt nog blir ju då livslängden kortare ju tyngre (ju mer väte och helium det finns i stjärnan) från början.
Värmen i solen alstras då fyra väteatomer slås ihop till en heliumatom (fusion). Vikten av fyra väteatomer är en aning mindre än vikten av en heliumatom och det är skillnaden i massa som omvandlas till energi enligt Einsteins berömda formel E=mc2. Värmen från fusionen "trycker ut" solen så att solens volym ökar. Då kommer temperaturen i solen att sjunka något. När temperaturen sänks minskar takten hos fusionen i kärnan och gravitationen gör att solen minskar igen i storlek. När solen komprimeras höjs temperaturen igen fusionsprocesserna går fortare.
Ovanstående upprepas och solen når så småningom en jämvikt mellan tyngdkraften som strävar att komprimera solen och fusionen som strävar att expandera solen. Detta är viktigt att komma ihåg för att förstå en stjärnas livscykel. Varje sekund "förbränns" ca 700 milj ton väte till helium och ca 5 miljoner ton blir till ren energi.
Det betyder att solen tappar ca 6 miljoner ton massa per sekund. (1 miljon ton är solvind)
Lite mer om detta kan läsas på sidan om stjärnors födelse.
Solens rotation är differentiell. Med det menas att den är inte lika stor vid ekvatorn som vid polerna. Vid ekvatorn är den 27 dagar och 6 timmar, vid polerna är den ca 36 dagar. Solen har ett kraftigt magnetfält som därigenom blir förvrängt av rotationsskillnaden. Fällinjerna blir mer och mer likt ett garnnystan som kan ses på denna bild. När fältlinjerna "tjorvar" ihop sig bildas mörka fläckar (solfläckar) på ytan. Se bild.
Fläckarna är i själva verket vitglödande, men solytan runt omkring är ännu varmare, därför ser de mörka ut. Från fläckarna skjuter protuberanser och flares ut. (Se bilden uppe till höger) Antalet solfläckar varierar i en någorlunda jämn cykel som är 11-12 år lång. Den kallas solfläckscykeln.
Protoner och elektroner strömmar då ut från solen och bildar solvinden. När denna träffar Jordens magnetfält bildas norrsken och sydsken i Jordens övre atmosfär.
Tidigare har men trott att solens magnetfält strålar ut från solfläckarna men ganska nyligen har man genom ballongexperiment (Esrange, Kiruna) kunnat se att det är inte fallet. Magnetfälten strålar ut från "veck" i solens plasma. Däremot så är solens magnetfält fortfarande starkare vid solfläcksmaximum. :)
Solvinden kastar ut ca 1 miljon ton materia per sekund, men det är stor skillnad på ett solfläcksmaximum och ett solfläcksminimum.

Proton-Proton cykeln

Solen får sin energi från Proton-Proton cykeln som i stort sett slår ihop fyra vätekärnor till en heliumkärna.

(En vätekärna är samma sak som en proton)

Proton-Proton cykeln utspelas på följande sätt:
I solens kärna är temperaturen ca 15 miljoner grader. Den materia som finns där är inte fast, inte flytande och inte gasformig. Den är i ett fjärde materiatillstånd som kallas plasma. Det innebär att atomkärnorna inte har några elektroner omkring sig längre, de har gett sig iväg på egen hand.
En ensam vätekärna/proton smälter ihop med en annan vätekärna/proton. Vid sammanslagningen omvandlas den ena till en neutron som är något lättare än en proton varvid masskillnaden blir energi enligt E=mc2.
Nu har vi en kärna av tungt väte, d.v.s. en proton och en neutron.
Denna kärna smälter sedan ihop med ytterligare en proton varefter vi har en kärna av lätt helium, d.v.s. två protoner och en neutron.
Vår lätta heliumkärna stöter sedan ihop med en annan lätt heliumkärna bildad på samma sätt och då bildas en "vanlig" heliumkärna som har två protoner och två neutroner. De två protonerna som blir över går tillbaka i "processen" och kan användas igen. Snacka om återvinning!
En mer detaljerad beskrivning kan ses här.

Solens historia och framtid

Solen skapades för ca 5 miljarder år sedan och kommer att lysa i stort sett som den gör nu i 4 miljarder år till.
Sedan kommer vätet att ta slut och få solen att växa till en röd jätte som kommer att sluka Merkurius, Venus och troligen Jorden. Mars kommer att grillas och Jupiter och Saturnus kanske får ett någorlunda vettigt klimat för en kort period.
Sedan kommer Solen att krympa till en vit dvärg och så småningom dö.

Det som jag har beskrivit här är den mest accepterade modellen för solens liv. Det finns andra teorier/modeller som skiljer sig åt på en del punkter.
Speciellt när det gäller hur en protostjärna bildas från ett stoftmoln finns det olika teorier/modeller.

Lite data om Solen