Solen är enstjärna av en relativt vanlig typ som befinner sig i centrum av vårtsolsystem och som bildades för ungefär 4,6 miljarder år sedan när ett moln avgas ochstoft iVintergatan drogs samman.[9] Solsystemets åttaplaneter, varav en ärjorden (Tellus), samt åtminstone femdvärgplaneter, rör sig i elliptiska omloppsbanor runt solen. Solens utstrålandeenergi i form av ljus och värme som når jorden är en förutsättning för allt biologisktliv på planeten jorden och den globala jämvikt som råder sedan miljarder år tillbaka ivädersystem ochhavsströmmar. Solen är en medelstor stjärna. I astronomiska sammanhang används iblandsymbolen⊙.
Solen är det största objektet i jordens närhet och dess diameter är cirka 109 gånger större än jordens, vilket gör den drygt en miljon gånger större än jorden sett till volym. Den har enmassa på cirka 1,99 × 1030 kg, vilket motsvarar 333 000 jordmassor. Omkring 99 procent av hela solsystemets massa finns i solen, och den påverkar därför genom sin storagravitationskraft alla planeters rörelser i vårt solsystem.
Solen befinner sig i utkanten avgalaxenVintergatan: 26 000ljusår från Vintergatans centrum och 2,6 ljusår från Vintergatans mittplan. Solen rör sig med en hastighet av 792 000km/h runt Vintergatans centrum. Det tar drygt 240 miljoner år för den att förflytta sig ett varv runt Vintergatans centrum.
Avståndet från jorden till solen är cirka 108 gånger solensdiameter = 150 miljoner km (1astronomisk enhet). Det ljus som alstras av solen når jordytan efter drygt 8 minuter (mellan 490 och 507 sekunder beroende på var i sin bana runt solen jorden befinner sig).
Solensvinkelhastighet eller rotationshastighet varierar på olika breddgrader eftersom det inte finns en fast yta. Den är högst vid ekvatorn där solytan tar 25,05 dygn att göra ett varv och 34,4 dygn vid polerna.
Kärnan utgör ungefär hälften av solens massa och är mycket tät (ca 10 gånger högre densitet än bly). På grund av den höga temperaturen och det höga trycket i kärnan kankärnfusion uppstå. Kärnreaktionerna binder samman väte till helium, en process som samtidigt avger enorma mängder energi.[10]
Utanför kärnan återfinns strålningszonen. Här rör sig energirika fotoner (i form avgamma- ochröntgenstrålning) gradvis ut mot solens yttre delar. På vägen kolliderar fotonerna medjoniserad gas[12] och interagerar även med partiklar genomabsorption och att partiklar avger fotoner genomemission.[13]
Processen tar lång tid (17 000–50 miljoner år)[förtydliga] och på vägen förlorar varje foton energi, och de flesta fotonerna lämnar slutligen solytan med en energi motsvarande synligtljus. Att det tar en sådan lång tid för energin att lämna solens centrum är en viktig anledning till att det är så varmt där. Solensspektrum kanapproximeras med ensvartkroppsstrålare med en temperatur på cirka 6 000 °C.
Merparten av solens massa, ungefär 73,46 procent, består avväte (H). Den höga temperaturen isolens centrala delar, som beräknas vara 15 miljoner°C, gör att väte omvandlas tillhelium (He) genomfusion enligtproton-protonkedjan. Att det verkligen är fusion som pågår i solens inre har bekräftats genom mätningar avneutriner från solen.[14][15] Fusionsprocessen upprätthåller den höga temperaturen i solens inre.
Solen slungar ständigt ut materia åt alla håll, med en takt av cirka en miljon ton per sekund (109 kg/s). Denna materia, som till största delen består avelektroner ochprotoner (och alltså är ettplasma), utgör den så kalladesolvinden. Solvindens intensitet varierar ständigt, och är bland annat knuten till olika former av solaktivitet (sesolfläckar), vilket gör att det också finns en elvaårig variation medsolfläckscykeln.
Solen värmer upp jorden och dess atmosfär.Dess solstrålar är en drivande faktor ifotosyntesen som ger upphov till växter och allt liv på jorden.
Det mesta av solvinden avlänkas av jordensmagnetfält och flödar runtmagnetosfären istället för att nåatmosfären. Elektrisk växelverkan mellan solvinden och magnetosfären ger dock upphov till elektriska strömmar i magnetosfären, vilka i sin tur orsakar norrsken och sydsken (sepolarsken). Vid ovanligt kraftig solaktivitet kan jorden drabbas av engeomagnetisk storm, vilken i sällsynta fall kan orsaka stora störningar ielkraftsystemen.
Solens strålning iultraviolett- och röntgenområdena påverkar plasmatätheten ijonosfären vilket bland annat ger drastiska effekter på utbredningen avradiovågor på frekvenser under någramegahertz.
Andra fenomen som solen medverkar till ärtidvattnet, som visserligen till största delen beror påmånensgravitationsfält, men där även solen spelar en stor roll. De starkaste tidvattenkrafterna bildas när solen och månen samverkar, så kalladspringflod. När de motverkar varandra kallas detnipflod.
Solen har en avgörande roll vid förmörkelser. Vid ensolförmörkelse befinner sig månen på en rät linje mellan solen och jorden så att månenskuggar en del av jorden. Det är en lycklig slump att månens storlek på himlen, sedd från jordytan, i genomsnitt är en aning större än solens storlek på himlen. Tack vare detta faktum kan vi ibland få se entotal solförmörkelse någonstans på jorden. Många är beredda att resa långt för att få uppleva denna händelse, som fascinerat eller skrämt människan genom historien. Den kan bara ses som total längs ett förhållandevis smalt band på jordytan. Samtidigt kan dock förmörkelsen ses sompartiell på en stor del av jorden.
En annan sorts förmörkelse ärmånförmörkelsen. Det är då i stället jorden som befinner sig på en rät linje mellan solen och månen, så att jorden helt eller delvis skuggar månen. Månen blir dock aldrig helt förmörkad (dvs. helt svart), även om solens direkta ljus är helt blockerat, eftersom solljuset bryts och sprids i jordens atmosfär. Detta indirekta solljus belyser månen med ett rödaktigt sken, och ger månytan en mörkt rödbrun ton. För att kunna se en månförmörkelse krävs att man ser fullmånen, det vill säga att man är på nattsidan av jorden.
Det bör påpekas att den stora skillnaden mellan de två ovan beskrivna typerna av förmörkelse är, att i första fallet skymmer månen solen för oss, och i andra fallet betraktar vi månen när den skuggas av jorden. Om man befann sig på månen under en månförmörkelse, skulle man där få uppleva en solförmörkelse orsakad av jorden. En annan skillnad är, att jorden är så mycket större än månen att hela månen kan hamna i dess kärnskugga.
Även planeternaMerkurius ochVenus kan i likhet med vår måne passera mellan oss och solen. Vid dessaastronomiska händelser, som kallasMerkuriuspassage respektiveVenuspassage, kan man med lämpligainstrument se hur en liten rund, svart prick rör sig över solskivan.
Solens beräknade livscykel illustrerad som en tidslinje med solens olika faserBild från solens yta registrerad avHinode's Solar Optical Telescope 12 januari 2007. Bilden visar plasmats trådliknande former som förbinder olika områden med olika magnetisk polaritet. Hinodes-teleskopet kan påvisa dessa mycket dramatiska bilder avkromosfären, ett tunt skikt av solatmosfären som ligger mellan solens synliga yta,fotosfären ochkoronanFotografi ifalsk färg (ultraviolett ljus) på solen avNASA:s Solar Dynamics Observatory.
Solen beräknas vara omkring 4,6 miljarder år gammal[17][18], det vill säga ungefär lika gammal som jorden. Den har ännu inte nått halva sin livslängd, som beräknas till gott och väl 12 miljarder år som aktivt lysande stjärna. Solen kommer dock inte alltid att vara i den form som den har idag. Under uppskattningsvis 5 miljarder år framöver händer ingenting drastiskt, solen fortsätter att lysa på samma sätt men blir gradvis hetare och ljusare.
När solen har förbrukat sitt förråd av väte i de centrala delarna genom fusion, så att solens centrum består av nästan rent helium, så inträder nästa fas i solens utveckling. Solen kommer då att övergå från vätefusion till heliumfusion. Heliumfusion, där tre heliumkärnor slås samman till enkolkärna leder till ökatstrålningstryck, vilket gör att solen sakta kommer att svälla och bli till en storröd jätte. Den kommer då att sluka närbelägna planeter somMerkurius ochVenus, men modeller förutspår dock att solen kommer expandera ut till omkring 99 procent av avståndet till jorden idag (1 AU). Samtidigt beräknas jordens omloppsbana expandera till ungefär 1,7 AU på grund av solens förlust av massa och därmed tros jorden inte bli en del av solen. Efter att ha gjort slut på helium kommer solen, till skillnad från större stjärnor, inte upp i sådan temperatur att den kan börja förbränna även andra grundämnen, utan den får nu slut på bränsle och sjunker ihop till envit dvärg, inte mycket större än jorden. Den vita dvärgen lyser och är mycket varm men detta beror inte på kärnreaktioner utan på att den drar sig samman. När sammandragningarna har upphört så slutar den helt lysa och temperaturen minskar kraftigt. Den blir ensvart dvärg, en kall stjärna med en mycket högdensitet (täthet).
Solen är ursprunget till allt väder. På dagen värmer solen upp luften som då stiger. Då luften stiger i ett område bildas ett undertryck som gör att omkringliggande luft börjar strömma in mot det uppvärmda området för att utjämna tryckskillnaden. Därmed har en vindrörelse uppstått. Om luften värms upp över vatten så att även vattnet blir uppvärmt, börjar vattnet stiga som ånga. När ångan nått en höjd där den kankondenseras bildas det moln. Molnen blir alltmer mättade med ånga. Till slut måste de tömmas på vatten, vilket når jordytan som olika typer avnederbörd, beroende på den lokala temperaturen.
Om det regnar (oftast på kvällen eller morgonen) och solen kommer åt att lysa på regndropparna i rätt vinkel bildas enregnbåge. För att hitta regnbågen måste man titta på himlen med solen i ryggen.
Andra fenomen är olika typer avhalo, vilka uppstår då vi betraktar solen genom tunnaslöjmoln bestående av iskristaller.
En storgeomagnetisk storm på solen 13 mars 2012En månpassage fångad under kalibrering av STEREO B:s kameror för ultraviolett ljus[19]
De förstasatelliterna som var designade för långtidsobservation av solen från den interplanetära rymden var NasasPioneer 6 –Pioneer 9, som lanserades mellan 1959 och 1968. Dessa sonder kretsade runt solen på avstånd liknandejordens och gjorde de första detaljerade mätningarna avsolvinden och solens magnetfält.Pioneer 9 fungerade under särskilt lång tid och överförde data fram till maj 1983.[20][21]
På 1970-talet försåg tvåHelios rymdsonder och Skylab Apollo Telescope Mount forskare med betydande ny data omsolvind ochkorona. Helios 1- och 2-sonderna var amerikansk-tyska samarbeten som studerade solvinden från en bana som bär rymdfarkosten inutiMerkurius bana vidperihelion.[22] RymdstationenSkylab, som lanserades avNasa 1973, medförde en solobservatoriemodul kallad Apollo Telescope Mount som drevs avastronauter bosatta på stationen.[23] Skylab gjorde de första tidsupplösta observationerna av solövergångsområdet och av ultraviolett strålning från solens korona.[23] Upptäckten omfattar de första observationerna avkoronamassutkastningar, då kallade "koronala transienter", och av koronala hål, nu kända för att vara intimt förknippade med solvinden.[22]
Solen är grunden för vilketstjärntecken som råder, enligtastrologin synsätt.Zodiaken är tolvstjärnbilder som solen passerar under året. Man har valt att haVäduren som den första stjärnbilden i detta kretslopp, eftersom det är i denna stjärnbild som solensekliptika skär himmelsekvatorn på våren. När zodiaken grundades omkringvår tideräknings början befann sig solen verkligen i vädurens stjärnbild. Emellertid roterar zodiaken, vilket man inte kände till då, och efter cirka 2000 år har nu zodiaken vridits så mycket att när den sägs vara i Vädurens stjärntecken befinner sig solen i själva verket iFiskarnas stjärnbild. (Observera att den astronomiska termen "stjärnbild" avser en specifikkonstellation av himlakroppar, medan termen "stjärntecken", som används inom astrologin, avser ett specifiktområde av ekliptikan. De båda termerna är alltså inte liktydiga.) Zodiaken och astrologin är pseudovetenskap grundad på dåtidens sätt att se på himlakropparnas betydelse för människorna.
Iromersk mytologi finner man gudenSol Invictus, vilken troligen är den gud som gett oss namnet på det glödande klot som till synes rör sig över himlen. Sol infördes av den romerske kejsarenHeliogabalus, själv hämtad från det forntidaSyrien, där han varöverstepräst överkulten avgudomenBaal eller El-Gabal, som latiniserades till Elagabalus. Under hans korta regeringstid åren 218–222 var det solgudenElagabalus Sol Invictus som blev den påbjudna religionens huvudattraktion.
INorden dyrkades inte solen som en gud, utan solen var ett avde fyra elementen, nämligen eld.[källa behövs] Man hade i stället ljusgudenBalder. I den nordiska mytologin berättas att gudarna skapade solen av glöd frånMuspelheim och la den i en vagn. Varje dag färdas gudinnanSol med vagnen över himlen.
Ställer man en stav på plan mark, så kan man med hjälp av skuggan från staven följa solens vandring över himlavalvet. Användandet av en sådan så kalladgnomon var det första verktyget man mätte tiden med, och med vars hjälp man mer exakt kunde indela den ljusa delen av dygnet. Solen står högst på himlen omkring klockan 12 (klockslaget beror på exakt var man bor i sin tidszon) när man harnormaltid. Vidsommartid infaller detta istället kring klockan 13. Anledningen till att 12 normalt placeras längst upp på en klocka med visare är att solen brukar stå högst då på dagen.
Idag är det vanligt att man användersolur som tidmätare. För att visa rätt tid måste dessa solur justeras när man övergår till sommartid samt vid återgången till normaltid.
Tidpunkten för solens uppgång anges avSMHI för den tidpunkt då den övre delen av solskivan skymtar vid horisonten. Nedgången anges för den tidpunkt då solen helt försvunnit bakom horisonten[24].
Man brukar säga att solen går upp i öster och ner i väster, men det är inte riktigt så enkelt. Riktningen till solens upp- och nedgång varierar från plats till plats, och varierar också på samma plats mellan årstiderna. Om man som exempel tittar från Stockholms horisont, så går solen upp vid kompassriktningen 88° och ner vid 271° undervår- ochhöstdagjämningen, alltså nästan öst (90°) respektive väst (270°). Undersommarsolståndet, den ljusaste dagen på året, går solen upp vid riktningen 36° (nordost) och ner 322° (nordväst). Dagen förevintersolståndet så är riktningen vid uppgång 139° (sydost) och vid nedgång 220° (sydväst).[25]
För att få en uppfattning om solens storlek och avståndet till jorden kan man göra följande jämförelse i mindre skala. Om solen motsvarar en ordinärfotboll med en diameter på cirka 22 cm, är jorden en kula med diametern 2 mm, som befinner sig på ett avstånd av 24 meter från fotbollen.[26] Månen är i denna skalmodell bara 0,5 mm i diameter, det vill säga som ett mindre sandkorn.
Solinstrålningen är i rymden utanför jordatmosfären omkring 1 366 W/m². Från solen till jorden instrålad värmeenergi absorberas och reflekteras i olika delar på jorden med följande ungefärliga fördelningen: Om den totala instrålade energin sätts till 100 % erhålls följande fördelning;
Reflekterad av jordens atmosfär ut i universum: 6 %
Reflekterad av täta molnformationer ut i universum: 20 %
Reflekterad från jordens yta ut i universum: 4 %
Absorberad av land och hav: 51 %
Absorberad av moln: 3 %
Absorberad av atmosfären: 16 %
Totalt reflekteras alltså 30 %, som är jordensalbedo, och absorberas 70 % av den totalasolinstrålningen. Uppskattningar har gjorts som anger att den totala solinstrålningen till jorden är cirka 15 000 gånger större än vad människan förbrukar totalt i form av industriell verksamhet, uppvärmning och transporter.[27]
Solens normala utveckling gör att solinstrålningen mycket långsamt ökar. Solens luminositet när solsystemet bildades för 4,6 miljarder år sedan var ungefär 70 procent av vad den nu är. Ökningen är ungefär 0,009 procent per miljon år, det vill säga att det tar ungefär 10 miljoner år att öka 0,1 % - så mycket som solen varierar över en normal solcykel på 11 år.[28]
^Asplund, M.; Grevesse, N.; Sauval, A. J. (2006). ”The new solar abundances - Part I: the observations” (på engelska). Communications in Asteroseismology 147: sid. 76–79.doi:10.1553/cia147s76. Läst 16 april 2015.
^Brun & Turck-Chieze & Morel (1998)Standard solar models in the light of new helioseismic constraints I: The solar core, Astrophys.J.506:913-925,https://arxiv.org/abs/astro-ph/9806272. Läst 28 november 2021
^Dziembowski et al (1999) 'Helioseismology and the solar age', Astron.Astrophys. 343 (1999) 990https://arxiv.org/abs/astro-ph/9809361. Läst 28 november 2021
.svg)
.jpg)
