Solens temperatur har fascinerat forskare i århundraden. Tidigt varierade uppskattningarna från ren hetta till jämförelser med terrestra lågor.

När vår förståelse fördjupades, har forskarsamhället insett att solens kärna har ett brännande inferno där kärnfusion regerar. Modern instrumentering och innovativa observationer har förfinat vår kunskap och avslöjat krångligheterna i dess temperaturgradienter och lager. Så, exakt hur varm är solen?

Låt oss dyka in.

1. The Temperature Enigma
2. Hur mäter forskare solens temperatur?
3. Hur producerar solen värme?
4. Kallare på insidan
5. Den banbrytande sonden

The Temperature Enigma

Föreställ dig solen som en kosmisk kittel av extremer. I dess kärna rasar en obeveklig nukleär fusionsdans och skapar ett inferno som når svindlande 15 miljoner grader Celsius (27 miljoner grader Fahrenheit). Detta flammande hjärta driver solens lysande tillvaro.

När man reser uppåt framträder solens synliga yta, känd som fotosfären, som en relativt svalare värld, där temperaturen svävar mellan 4 000 och 6 000 grader Kelvin. Detta lysande lager liknar den milda värmen från en lägereld, som kastar sitt strålande sken över kosmos.

Det är här energi som genereras i kärnan når ytan och strålas ut som synligt ljus, vilket gör fotosfären till den synliga "ytan" på solen som vi ser från jorden.

Ändå fördjupas solens gåta när vi stiger längre ut mot dess kronjuvel:koronan. Mot alla förväntningar blossar detta yttersta lager upp till över en miljon grader Celsius (1,8 miljoner grader Fahrenheit), ett område med brännande intensitet. Kontrasten mellan koronans flammande hetta och fotosfärens jämförande svalka förblir ett pussel.

Hur mäter forskare solens temperatur?

Det är bokstavligen den hetaste stjärnan i solsystemet, men du kan inte bara använda en termometer för att ta reda på hur varmt det faktiskt är. Istället använder forskare ett antal verktyg och indirekta metoder för att ta reda på denna heta matematik:

1. Spektroskopi :Dessa instrument delar upp solljus i dess komponentfärger, vilket skapar ett spektrum. Genom att analysera detta spektrum kan forskare identifiera absorptionslinjer och deras förskjutningar, vilket ger information om temperaturen hos olika lager av solens atmosfär.
2. Spektrometrar :Dessa instrument mäter ljusets intensitet vid olika våglängder. Spektrumets form, särskilt i områden med starka absorptionslinjer, kan indikera temperaturen på solens yta och atmosfäriska skikt.
3. Pyrometrar :Dessa instrument mäter intensiteten av termisk strålning som sänds ut av solen. Genom att analysera våglängdsfördelningen för denna strålning kan forskare bestämma temperaturen på solens yta och dess lager.
4. Koronagrafier :Dessa enheter blockerar solens ljusa skiva, vilket gör att forskare kan observera dess mycket svagare yttre atmosfär, koronan, under solförmörkelser eller genom speciella instrument. Detta ger insikter om koronans temperatur och dynamik.
5. Solteleskop :Mark- och rymdbaserade teleskop utformade för att observera solen i olika våglängder av ljus hjälper forskare att studera specifika lager och fenomen som är förknippade med olika yttemperaturer och atmosfärstemperaturer.
6. Solsatelliter :Satelliter, som Solar Dynamics Observatory (SDO), tillhandahåller kontinuerliga observationer av solen över flera våglängder, vilket gör det möjligt för forskare att övervaka förändringar i temperatur och aktivitet över tid.
7. Datormodeller :Avancerade datorsimuleringar och modeller hjälper forskare att förutsäga temperaturprofilerna för solens lager baserat på teoretisk förståelse av solfysik och observationsdata.

Hur producerar solen värme?

Solen genererar sin intensiva värme genom en process som kallas kärnfusion. I dess flammande kärna kolliderar väteatomer under enormt tryck och temperatur och smälter samman för att bilda heliumatomer.

Denna fusion frigör en otrolig mängd energi i form av ljus och värme. Kärnans extrema förhållanden, med temperaturer som når omkring 15 miljoner grader Celsius (27 miljoner grader Fahrenheit), gör att dessa kärnreaktioner kan inträffa.

Den producerade energin färdas utåt genom solens lager, vilket tar miljontals år att nå ytan, eller fotosfären, där den frigörs som solljus. Denna oupphörliga fusionsreaktion, som en evig kosmisk ugn, är det som ger bränsle till solens briljans och tillhandahåller den livsuppehållande energin för vårt solsystem.

Kallare på insidan

En av de konstiga sakerna med rymden är att saker och ting inte alltid överensstämmer med vad som skulle tyckas vara sunt förnuft. Ta solen till exempel. Man skulle kunna tro att dess yta skulle vara varmare än dess yttre atmosfär, eftersom ytan är närmare kärnugnen i solens kärna. När allt kommer omkring, när du sitter framför en öppen spis, känns det varmare när du kommer närmare den, eller hur?

Men solen fungerar inte så.

Fotosfären, som solytan kallas, är verkligen ganska varm:mellan 6 700 och 11 000 grader Fahrenheit (3 700 till 6 200 grader Celsius). Men ju längre man kommer från solens yta, desto varmare verkar atmosfären bli. Vid solens korona – det yttersta atmosfäriska lagret cirka 2 100 km från ytan – stiger temperaturen till häpnadsväckande 900 000 grader Fahrenheit (500 000 grader Celsius).

Det är allt i vågorna

Förutom solen uppvisar några andra stjärnor detta märkliga mönster också, och under lång tid kämpade forskare för att ta reda på varför. De utvecklade en hypotes där magnetohydrodynamiska (MHD) vågor distribuerar energi underifrån fotosfären direkt upp till koronan, nästan som ett snabbtåg utan lokala stopp.

Under 2013 använde brittiska forskare framsteg inom bildteknik för att undersöka kromosfären, lagret mellan fotosfären och solkoronan, och undersökte faktiskt MHD-vågorna. Deras beräkningar bekräftade att vågorna kan vara ansvariga för att transportera energi till koronan och värma upp det lagret.

"Våra observationer har gjort det möjligt för oss att uppskatta mängden energi som transporteras av de magnetiska vågorna, och dessa uppskattningar avslöjar att vågornas energi uppfyller energikravet för den oförklarade temperaturökningen i korona," Richard Morton, en forskare för Storbritannien. s Northumbria University, förklarade när man tillkännagav upptäckten.

Banbrytande sonden

Parker Solar Probe är en banbrytande NASA-rymdfarkost designad för att våga sig närmare solen än något tidigare uppdrag [källa:NASA]. Dess uppdrag, som lanserades i augusti 2018, är att studera solens yttre atmosfär (koronan) och få insikter i solvinden, en kontinuerlig ström av laddade partiklar som kommer från den massiva stjärnan.

Sonden är uppkallad efter solfysikern Eugene Parker och använder den senaste tekniken för att motstå extrem värme och strålning nära solen. Den syftar till att svara på kritiska frågor om solvindarnas natur, hur de accelereras och varför koronan är mycket varmare än solens yta.

Den här artikeln har uppdaterats i samband med AI-teknik, sedan faktagranskad och redigerad av en HowStuffWorks-redaktör.

Solen har tornados, och de är ännu varmare än resten av atmosfären; en som observerades av NASA 2015 hade en temperatur på 5 miljoner grader Fahrenheit (2,78 miljoner grader Celsius). I mars 2023 tog astrofotografer bilder av en rekordstor soltornado som pågick i tre dagar. Detta märkliga fenomen mätte "14 jordar långa" eller cirka 178 000 km (110 604 miles).

Vanliga besvarade frågor

Vad är solens temperatur i Fahrenheit?