Fróđleiksbrot um sólina

Ţorsteinn Sćmundsson tók saman

Venjuleg ţota sem fer yfir Atlantshafiđ á 5 stundum yrđi 20 ár ađ komast til sólarinnar međ sama hrađa.

Ađ sólin sé ein af stjörnum himins er tiltölulega ný hugmynd. Hvorki Kóperníkus né Kepler gerđu sér grein fyrir ţessu. Englendingurinn Thomas Digges og Ítalinn Giordano Bruno á 16. öld munu hafa veriđ einna fyrstir til ađ líta á stjörnurnar sem fjarlćgar sólir. Hollendingurinn Huyghens og Englendingurinn Newton urđu fyrstir til ađ áćtla fjarlćgđir til stjarnanna međ samanburđi viđ sól. Ţađ var á 17. öld.

Nálćgasta fastastjarnan, Proxima Centauri, er 15 ţúsund sinnum daufari en sólin, og sést alls ekki međ berum augum í ţeirri fjarlćgđ sem hún er í (rúm 4 ljósár). Eins og ađ líkum lćtur er hún miklu minni en sólin. Minnstu stjörnur sem eru uppbyggđar líkt og sólin eru minni en 1/10 af ţvermáli sólar. Ţađ eru takmörk fyrir ţví hve stjörnur geta veriđ efnislitlar ef ţćr eiga ađ geta skiniđ sem sólir. Ţćr minnstu hafa um 1/12 af efnismagni sólar.

Ef sólin vćri sett á međal stjarnanna í Karlsvagninum myndi hún vera ósýnileg berum augum. Flestar áberandi stjörnur á himni eru bjartari en sólin. Hins vegar er miklu meira í geimnum af stjörnum sem eru daufari en sól. Af 60 nálćgustu stjörnum eru ađeins 3 bjartari en sólin.

Svo til öll orka sem notuđ er á jörđinni er frá sólinni komin á einhvern hátt, ef frá er talin kjarnorkan sem uppfyllir nokkur prósent af orkuţörf nokkurra ţjóđa.

Sólin myndar ekki orku sína viđ bruna; slíkt myndi ađeins endast henni í 10 ţúsund ár, hvert svo sem efniđ vćri (orka pr. kg er um ţađ bil sú sama fyrir alla brennslu). Ađeins tvćr orkulindir kom til greina: ţyngdarorkan og kjarnorka. Viđ kjarnasamruna í sólinni ummyndast á hverri sekúndu 700 milljón tonn af vetni í helín, og í leiđinni breytast 5 milljón tonn af efni í orku. Ţetta er ekki mikiđ tap fyrir sólina. Á milljörđum ára hefur ađeins 1/2000 af efni hennar ummyndast í orku. Hins vegna hefur um 1/25 af vetni sólar ummyndast í helín. Ţađ merkir ţó ekki ađ sólin geti enst 25 sinnum lengur, hvađ ţá 2000 sinnum lengur, ţví ađ miklar breytingar munu eiga sér stađ í iđrum hennar á ţróunartímanum.

Kjarnasamruni byrjar ađ ráđi viđ 10 milljón stiga hita eđa svo. Í miđju sólar er 15 milljón stiga hiti og ţrýstingurinn er 200 milljarđar loftţyngda. Ţéttleiki gassins er um 15 sinnum meiri en ţéttleiki eđa eđlisţyngd blýs. 

Í ytri lögum sólarinnar eru  92% frumeindanna vetni, 8% helín en ađeins 0,1% ţyngri efni. Í kjarnanum hefur talsvert af vetni ummyndast í helín ţannig ađ samsetningin er nú 70% vetnisfrumeindir og 30% helín.

Efnasamsetning sólar eftir massa er ţessi: vetni 73%, helín 25%, annađ 2%. Í kjarna sólar: 36% vetni, 62% helín, annađ 2%)

1 gramm af vetni ummyndađ í helín gefur 200 000 kílóvattstundir.

Fyrir ofan yfirborđ sólar, ljóshvolfiđ, lćkkar hitinn fyrst úr 5800 í 4200 stig í 500 km hćđ eđa svo, en hćkkar svo aftur í lithvolfinu upp í 8500 stig í 2000 km hćđ. Ţar fyrir ofan hćkkar hitinn svo snögglega upp í 500 ţúsund stig. Ţá er komiđ upp í kórónuna. Ţar hćkkar hitinn enn ţegar hćrra dregur, allt ađ 2 milljón stigum.

Nú er hćgt ađ mćla breytingar á heildargeislun sólar, sólstuđlinum, međ nákvćmni upp á 0,001 prósent (1:100 000). Um 99% af orkunni er í sýnilegu ljósi. Ţađ hlutfall getur minnkađ um 0,2% ţegar stór sólblettur fer fyrir sól. Sólstuđullinn mćlist 1,36 kílóvött á fermetra ofan viđ gufuhvolf jarđar. Nýlegar rannsóknir benda til ađ sveifla í sólstuđli yfir sólblettaskeiđiđ sé ađeins 0.2 W/m2. Ţađ samsvarar 0,1° hitabreytingu á jörđinni allri.

Ţađ sem einkennir núverandi ástand sólar er gott jafnvćgi í orkuframleiđslu. Jafnvćgiđ í kjarnanum nćst sem hér segir: Ef kjarninn hitnar, eykst orkuframleiđslan mjög ört og sólin byrjar ađ ţenjast út. Ţađ leiđir aftur til ţess ađ ytri lög hennar verđa gegnsćrri og hleypa geislun greiđlegar í gegn. Viđ ţađ fellur hitastigiđ hiđ innra. Ţegar kólnar dregur úr orkuframleiđslu, ţrýstingur minnkar, og sólin byrjar ađ dragast saman. Ţađ leysir orku úr lćđingi sem hitar kjarnann á ný. Ekki ţarf nema 10% hćkkun hita til ađ tvöfalda orkuframleiđsluna.  

Bylgjulengd sólarljóss nćr um ţađ bil frá 20 til 3000 nanómetra (nm). Ţar af er sýnilegt ljós frá 370 til 720 nm.

Gufuhvolf jarđar (ósonlagiđ) stöđvar allar bylgjur styttri en 290 nm.

Massatap sólar vegna sólvinds er um ţađ bil 1/4 af massatapi vegna ljósgeislunar.

Ein fyrsta niđurstađan af rannsóknum á sólskjálftum var sú ađ iđuhvolfiđ vćri 50% ţykkara en taliđ hafđi veriđ. Ţađ nćr frá yfirborđi niđur á 200 000 km dýpi. Hitinn neđst í iđuhvolfinu er um 2 milljón stig.

Ljóshvolf sólar = 1/2 bogasekúnda = 350 km á ţykkt.

Áđur var taliđ ađ kjarni sólar snerist hrađar en yfirborđiđ. Nýjustu rannsóknir benda til ţess ađ kjarninn snúist einn hring á 27 dögum. Umferđartími á yfirborđi er 26 dagar viđ miđbaug og tćpir 40 dagar viđ heimskaut, séđ frá jörđ. Ţessi breytilegi snúningstími gildir í iđuhvolfi sólar en ekki í geislahvolfinu eđa kjarnanum. Ţar virđist snúningurinn vera jafn.

Sólblettahópar vara ađ međaltali í vikutíma, en ţeir stćrstu geta varađ í marga mánuđi. Sólýrur endast ađ međaltali í 8 mínútur.

Langir kórónuvćngir ná 6-7 ţvermál sólar frá yfirborđi hennar. Dćmi er um vćng sem sagđur var 12 ţvermál ađ lengd, eđa 17 milljón km. Ljósiđ sem viđ sjáum frá kórónunni er mestmegnis sólarljós sem endurkastast frá frjálsum rafeindum. Taliđ er ađ segulsviđ flytji orku frá yfirborđi til kórónunnar. Geislun frá kórónunni er ađallega röntgengeislar og útfjólublátt ljós af mjög stuttri bylgjulengd. Ţótt kórónan sé gífurlega heit er hún svo örţunn ađ mađur myndi varla finna fyrir hitanum ef hendi vćri haldiđ ţar. Vegna ţess hve efniđ er ţunnt stjórnar segulsviđiđ hreyfingum ţess í kórónunni. Í iđuhvolfi sólar er ţađ hins vegar efniđ sem hefur yfirhöndina og iđustraumar geta undiđ segulsviđiđ á alla vegu.

Í sólblossa losnar úr lćđingi orka sem bundin er í flóknu segulsviđi; sviđiđ vindur ofan af sér eins og uppsnúiđ teygjuband. Sólblossar senda frá sér allar tegundir raföldugeislunar, frá útvarpsbylgjum til gammageisla. Orkan sem leysist úr lćđingi í stórum sólblossa myndi fullnćgja orkuţörf mannkynsins í tugţúsundir ára. Leiftur fer líkt og elding niđur eftir segulsviđslínum í kórónunni, og getur í einstaka tilvikum hitađ svo mjög yfirborđ sólarinnar ađ ţađ lýsi upp í sýnilegu ljósi. Rafagnir ţeytast oft upp á viđ líka, og međ útvarpsbylgjum hefur mćlst hrađi sem nemur 1/3 af hrađa ljóssins. Efniđ sem ţeytist frá sólu reiknast oft nálćgt einu prósenti af heildarefni kórónunnar.

Hitastigiđ í sólblossum getur fariđ yfir 50 milljón stig, sem er mun meira en í kjarna sólarinnar. Frá miklum sólblossum berast hrađfara rafagnir - geimgeislar - til jarđar á örfáum klukkustundum.

Stysti tími sem mćlst hefur frá sólblossa til segulstorms er 15 stundir. Ţađ svarar til hrađans 2800 km/s.

Blossar verđa helst ţar sem segulsviđ á yfirborđi sólar er mjög flókiđ.

Ţegar stór sólstrókur lyftist upp og ţeytist út í geiminn međ nokkur hundruđ km hrađa á sekúndu, ţarf til ţess orku sem er sambćrileg viđ stóran sólblossa.

Styrkleiki segulsviđs jarđar er um 50 míkrótesla; segulsviđ stangarseguls um 50 ţúsund míkrótesla og segulsviđ sólbletta 500 ţúsund míkrótesla. Segulsviđ á sól, utan sólbletta, er lítiđ sterkara en segulsviđ jarđar.

Hinn 25. september 1909 varđ einhver mesti segulstormur sem sögur fara af. Ţá sáust norđurljós viđ miđbaug, í Singapore.

Á 6. áratugnum sló segulstormur út rafveitukerfi Svíţjóđar.

Bylgjóttur miđflötur skilur ađ segulsviđ sólar í geimnum. Öđru megin viđ flötinn stefnir segulsviđiđ frá sólu en hinum megin ađ sólu. Viđ sólblettalágmark er ţessi skilflötur nokkuđ beint út frá miđbaug sólar en viđ hámark er flöturinn talsvert hallandi (nćr lóđréttu). Vegna verpingar flatarins ganga venjulega fjórir geirar međ mismunandi segulstefnu yfir jörđ á 27 dögum. Segulgeirarnir geta enst í mörg ár. Sólvindurinn hefur mestan hrađa lengst frá skilfleti. Áđur en skil fara yfir jörđina er lágmark í segultruflunum, en hámark 2 dögum eftir. Síđan fara truflanir aftur minnkandi nćstu 5 daga (venjulegur geiri nćr yfir 7 daga). 

Geislunin sem berst til jarđar frá sólblossum hefur  miklu minni áhrif hvađ orkuflćđi snertir en skyggingin frá stórum sólblettahóp. En áhrifin lýsa sér međ öđrum hćtti.

Geimgeislar eru mestmegnis róteindir sem fara međ hrađa sambćrilegum viđ ljóshrađann. Ađeins ţeir allra orkumestu komast alla leiđ niđur til jarđar. Frá sólinni koma orkuminni geimgeislar sem myndast í sólblossum. Í báđum tilvikum er flćđiđ um 1/cm2/sek. Geimgeislaflćđiđ minnkar í segulstormum og er helmingi minna viđ sólblettahámark en sólblettalágmark. Ţađ er segulsviđiđ í sólvindinum sem bćgir utanađkomandi geimgeislum frá.

Ţađ er meiri háttar vandamál ađ vernda geimfara langt frá jörđu fyrir geimgeislum frá sólinni. Erfitt ađ finna hentugt efni til ţess. Vatn myndi duga, en til ţess ađ helminga geislunina ţyrfti 10 cm skjöld allt í kring um geimfariđ. Fyrir langtíma geimferđir eins og ferđ til Mars ţyrfti skjöldurinn ađ vera miklu ţykkari en ţetta. Slíkt kemur tćpast til álita, en menn hafa látiđ sér detta í hug ađ geimfarar gćtu dvaliđ í sérstökum geislavörđum hylkjum ţann tíma sem ţeir sofa.


Ţ.S. 19.4. 2016. Viđbót 22.4. 2016

Forsíđa