Fagstoff

Nordlysets energikilde

Publisert: 29.10.2009, Oppdatert: 03.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut

Det er lett å bli imponert av de tallene som dreier seg om sola: millioner av grader og millioner tonn masse per sekund. Vi aner dimensjonene av universet når vi betrakter en middels stor stjerne som sola.

Sola og solhorisonten. Foto. Hvert eneste sekund mister sola millioner av tonn masse, som en følge av kjernereaksjonene som produserer energi.  

 

Stereosatelitt. Foto.De to satellittene i NASA-programmet Stereo har foldet ut solcellepanelene.  

 

Solas lag. Illustrasjon. Solas lag, se forklaring nedenfor.  

 

  1. Kjernen, diameter på ca 20 % av sola, og en temperatur på
    ca. 13 600 000 K. Her produseres energien som vi lever av.
  2. Strålingssonen, fra kjernen til omkring 70 % av radien. Her overføres energien fra kjernen vesentlig i form av stråling, som bruker hundretusener av år på å komme gjennom denne sonen.
  3. Konveksjonssonen, energien går i  plasmastrømmer.
  4. Fotosfæren, den synlige solskiven, eller soloverflaten, med en temperatur på ca. 5800 K.
  5. Kromosfæren, som strekker seg 10-15.000 km ut, og stort sett består av hydrogen. Temperaturen her er ca. 100 000 K.
  6. Koronaen, hvor temperaturen øker til ca 2 000 000 K. Her finner vi stort sett hydrogen og helium i plasmaform.
  7. Protuberans, gass-skyer i solas overflate.

Energien frigjøres i solas kjerne

Image showing the thumbnail for content named \"Sola\"eForelesning om Sola.

For å finne kilden til nordlyset må vi først til den innerste delen av sola og se hvor solenergien kommer fra.

På 1920-tallet ble det foreslått at årsaken til solenergien var å finne i solas kjerne. Der er temperaturen mellom 15 og 16 millioner grader celsius. En slik temperatur er høy nok til at fire positive hydrogenkjerner får så stor bevegelsesenergi at de ved sammenstøt kan smelte sammen til én heliumkjerne.

Ved denne sammensmeltningen blir det frigitt enorme mengder energi. Sammenligner vi massene av de fire hydrogenkjernene med heliumkjernen, finner vi at noe masse er blitt borte. Én heliumkjerne er litt lettere enn fire hydrogenkjerner til sammen.

Samtidig med at masse blir borte, kommer det energi i stedet. Det var den tyske fysikeren Albert Einstein (1879-1955) som allerede i 1905 viste av det var mulig.

I kjernen omdannes hvert eneste sekund over 600 millioner tonn hydrogen til helium. Det svarer til at den massen som tilsynelatende forsvinner hvert sekund, er over 4 millioner tonn. Likevel er det nok hydrogen i sola til at den kan lyse i nesten 5 milliarder år til.

 

Energi transporteres mot soloverflaten og er årsak til solvind

Energien som frigjøres i solas kjerne, transporteres langsomt utover til en temperatur på bare ca. 5780 K (5507 °C) på overflaten. De store temperaturendringene fører til enorme bevegelser i gassmassene. Varme gasser strømmer raskt utover, blir avkjølt, og tyngre avkjølte gasser synker innover. De voldsomme bevegelsene av ladde partikler i gassmassene danner kraftige magnetfelter.

Om NASAS solprogram Stereo.  

Solvinden er en strøm av protoner og elektroner som kommer fra solas ytterste lag. I tillegg kommer det små mengder alfapartikler (heliumkjerner) og noen tyngre atomkjerner. De strømmer i alle retninger vekk fra sola. Partiklene i solvinden bruker normalt ca. fem døgn på veien fra sola til jorda Solvinden er elektrisk nøytral, slik at den inneholder omtrent like mange protoner som elektroner. Den er avhengig av hva som skjer på soloverflaten.

Solvind og partikkelstråling: les mer

Når solaktiviteten er spesielt høy, øker antall partikler i solvinden kraftig. Partiklene som treffer jorda, blir styrt ned i atmosfæren av jordas magnetfelt. Her kan vi oppleve det som nordlys (og sørlys). I ekstreme tilfeller kan vi merke strålingen som forstyrrelser av radiokommunikasjonen.

Partikkelstrålingen fra sola kan også ha en annen kilde. På soloverflaten kan vi av og til observere noen enorme eksplosive utbrudd. De kan tilsvare flere millioner hydrogenbomber. I løpet av få sekunder kan milliarder av tonn med gassmasser fra overflaten kastes ut i verdensrommet. Ved slike utbrudd blir store mengder protoner og elektroner slynget ut i solsystemet med enorm energi, samtidig med energirik elektromagnetisk stråling. I perioder med stor solaktivitet kan slike utbrudd observeres hver annen time. Når utbruddene har retning mot jorda, og partiklene kommer inn i jordas atmosfære, kan vi oppleve dem som kraftige nordlys.

skjul
Relatert innhold