Solen

Solen

Vår närmaste stjärna, solen, utgör tillsammans med planeterna runt den vårt solsystem. Mer än 99 % av solsystemets totala massa finns i solen. Jämfört med andra stjärnor i Vintergatan är solen en relativt liten stjärna.

Solens, och även andra stjärnors, drivkraft är den så kallade kärnfusionen. Fusionen är beroende av mycket högt tryck och höga temperaturer. Fusionen startar först när gravitationen drar ihop ett tillräckligt stort vätgasmoln till en tillräckligt tät klump. När förutsättningarna uppnåtts, kan vätekärnor slås ihop till tyngre element. De två viktigaste reaktionerna är proton-proton-kedjan och kol-kväve-cykeln.

Proton-proton-kedjan:
I proton-proton-kedjan slås vätekärnor ihop till helium.


      1H + 1H → 2H + e+ + v
      2H + 1H → 3He + γ
    3He + 3He → 4He + 1H + 1H


Kol-kväve-cykeln:
I kol-kväve-cykeln är kol en katalysator. Nettosammanslagningen blir att fyra vätekärnor slås samman till en heliumkärna.


    12C + 1H → 13N + γ
         13N → 13C + e+ + v
    13C + 1H → 14N + γ
    14N + 1H → 15O + γ
         15O → 15N + e+ + v
    15N + 1H → 12C + 4He


Kolet kan själv bildas genom fusion.


    4He + 4He + 4He → 12C + 2 γ


Ur fusionsprocessen kommer energi i form av fotoner, gammastrålning, och som termisk rörelse för de inblandade kärnorna. Fusionen i solen fortsätter så länge det blir energi över efter sammanslagningen, och det tryck utåt som den frigjorda energin åstadkommer kan hålla gravitationens tryck inåt i jämvikt.
När det finns allt för lite väte kvar i solens kärna kommer gravitationen att komprimera stjärnan ytterligare. Med det högre tryck och den högre temperatur som då uppstår kommer en ny serie reaktioner inledas. Då kommer heliumkärnor att slås samman till tyngre kärnor. På detta sätt fortsätter kedjan för alla stjärnor.
Kedjan kan sluta på två olika sätt. Antingen är stjärnan för liten att initiera några nya reaktioner, eller så inne håller kärnan för mycket järn.
Järn är det ämne som har mest bindningsenergi per nukleon, så här slutar den energivinnande fusionen.

Solen är ca 4,5 miljarder år gammal, och har ungefär 5 miljarder år kvar innan vätet tar slut. När vätet tar slut kommer vår sol att gå från att vara en huvudseriestjärna (det steg då väte omvandlas till helium), till att bli en vit dvärg.
En vit dvärg är en stjärna som kollapsat till en mycket liten storlek efter att den gjort slut på sitt kärnbränsle. En typisk vit dvärg har en radie på 1 % av solens radie men har ungefär samma massa. Detta motsvarar en densitet på ca 109 g/cm3.

Fysisk karaktäristik

  • Huvudseriestjärna
  • Ekvatorialdiameter: 1.392.000 kilometer
  • Massa: 1,9891*1030 kg
  • Medeldensitet: 1.411.000 (vatten = 1)
  • Densitet i kärnan: 148.000.000 (vatten = 1)

Omloppsbana

  • Omloppstid runt galaxens centrum är 220 miljoner jordår