 |
|
| Diameter | 1.392.000 km |
| Afplatting | ~1×10–5 (~7 km) |
| Leeftijd | ~4.57 miljard jaar |
| Massa | 1,989×1030kg (= 332.946×Aarde) |
| Gemiddelde dichtheid | 1,41 g/cm3 |
| Valversnelling aan oppervlak | 274 m/s2 (=27,9×gaarde) |
| Rotatietijd | 25,38 dag (equator) 27,4 dag (45° NB/ZB) |
| Omlooptijd in melkweg | 2,25×108 jaar |
| Afstand tot centrum melkweg | 27.000 lichtjaar |
| Afstand tot aarde | 149.598.000 km |
| Uitgestraalde energie | 3,8×1026 J/s |
| Visuele helderheid | –26,8 magnitude |
| Temperatuur (oppervlak) | 5780 K (5507 °C) (K - 273 = °C) |
| Samenstelling (oppervlak) | 70 massa-% H, 28% He, 0,9% O, 0,4% C, 0,15% Ne, 0,15% Fe, 0,09% N, 0,08% Si, 0,07% Mg, 0,05% S, ... |
| Temperatuur in centrum | 15,5×106 K |
| Dichtheid in centrum | 148 g/cm3 |
| Druk in centrum | 2×1016 Pa |
|
|
|
De zon is de ster die zich het dichtst bij de aarde bevindt en het helderste object aan de hemel.
In de Griekse en Romeinse mythologie stond de zon voor de goden Helios en Sol.[1] Het astrologisch symbool voor de zon is een cirkel met een stip in het midden: 
Vroeger werd de zon als planeet gezien, toen men nog dacht dat de zon rond de aarde draaide (dit heet geocentrisme).
Inhoud |
De zon bevindt zich op ongeveer 27.000 lichtjaar van het centrum van ons melkwegstelsel in de ongeveer 3000 lichtjaar dikke galactische schijf en op 1 AE (149,6 miljoen kilometer) van de aarde. De zon beweegt zich met een snelheid van ongeveer 220 km/s in ongeveer 226 miljoen jaar eenmaal rond het centrum van ons sterrenstelsel, de Melkweg. Binnen het melkwegstelsel is het een onopvallende, min of meer gemiddelde ster. Ze is met een gemiddelde diameter van zo'n 1.392.000 kilometer het grootste object in ons zonnestelsel en bevat 99,86% van de massa van ons volledige zonnestelsel. De zon bestaat voornamelijk uit waterstof, in de buitenste lagen zo'n 91 molprocent of 70 massaprocent. Het andere veelvoorkomende element is helium, zo'n 9 molprocent of 28 massaprocent. In het centrum van de zon, waar door kernreacties waterstof is omgezet in helium, is het gehalte aan waterstof vermoedelijk lager (35 massaprocent) en dat aan helium hoger (63 massaprocent). Deze waarden zijn uiteraard berekend, niet gemeten.
De zon is een gele dwergster. Zij omvat ongeveer 99% van de massa van het zonnestelsel. De zon is een bijna perfecte bol met een afplatting die geschat is op 0,00000877[2] hetgeen betekent dat de pooldiameter slechts 10 km kleiner is dan de equatoriale diameter. De zon is niet vast, maar in plasma-toestand, waardoor verschillende rotatiesnelheden mogelijk zijn: de rotatiesnelheid aan de evenaar is sneller dan aan de polen. De rotatie aan de evenaar is ongeveer 25 dagen en aan de polen 35 dagen. Niettemin, door de continu veranderende positie van de aarde ten opzichte van de zon (omdat de aarde rond de zon draait), is de waargenomen snelheid van de zon rond zijn evenaar ongeveer 28 dagen.
De zon geeft licht en warmte in het zonnestelsel; de temperatuur aan de oppervlakte bedraagt ongeveer 5800 kelvin. De temperatuur in het centrum wordt berekend op 15,5 miljoen kelvin.
De zon krijgt haar energie door de zogenaamde proton-protoncyclus. Door de enorme druk die de eigen zwaartekracht van de zon op de materie uitoefent, in de kern zo'n 2×1016 Pascal, in combinatie met een temperatuur van zo'n 15 miljoen kelvin, fuseert waterstof tot helium. Per seconde wordt zo'n 700 miljoen ton waterstof in 695 miljoen ton helium omgezet. Het verschil, 5 miljoen ton, wordt uitgestraald in de vorm van elektromagnetische energie. [bron?] Dat lijkt heel veel, maar het is per seconde slechts een triljardste deel van de totale massa van de zon. De energie ontstaat door het samensmelten van vier waterstofkernen om een heliumkern te vormen. Op aarde kunnen we dezelfde fusiereactie opwekken in een waterstofbom. Men probeert in kernfusiereactoren deze reactie op een meer gecontroleerde manier te laten verlopen om energie op te wekken, maar hierbij zijn nog steeds onoverkomelijke problemen door de degradatie van het vat. Daarom hoopt men kernfusiereactoren te kunnen ontwerpen met een bepaalde vorm van helium als brandstof.
Soms wordt wel gezegd dat de zon waterstof verbrandt tot helium. Dit is niet juist, aangezien "verbranding" in scheikundige zin een oxidatiereactie is, en kernfusie een kernreactie, dus een geheel ander proces.
Op de zon vinden veel interessante en nog nauwelijks begrepen verschijnselen plaats. Zo treden zonnevlekken op, verschijnen er protuberansen en zonnevlammen, is er sprake van zonnewind, zijn er zonnebevingen en wordt er opvallend weinig straling afgegeven bij een zonneminimum.
Met de juiste beschermingsfilters zijn de zonnevlekken het opvallendst. Het zijn welomschreven oppervlakten die donkerder lijken dan de omgeving door hun lagere temperatuur. Zonnevlekken zijn gebieden van intense magnetische activiteit, waar convectie verhinderd wordt door intense magnetische activiteit, waardoor het energietransport van de hete binnenkant naar de oppervlakte beperkt wordt. Het magnetische veld is oorzaak van sterke verwarming van de kern. Het aantal zonnevlekken die zichtbaar zijn op de zon is niet constant, maar varieert over een 11-jarige cyclus, die de zonnecyclus genoemd wordt.
Bij een typisch zonneminimum zijn weinig zonnevlekken zichtbaar. Soms zijn er zelfs helemaal geen te zien. De vlekken die te zien zijn, verschijnen op in de buurt van de polen.
Tijdens de zonnecyclus stijgt het aantal zonnevlekken en verplaatsen ze zich in de richting van de evenaar van de zon. Dit is een verschijnsel beschreven door de wet van Spörer.
Zonnevlekken verschijnen als paar met tegengestelde magnetisch polariteit. De magnetische polariteit van de belangrijkste zonnevlek wisselt iedere zonnecyclus. Hierdoor zal hij een magnetische noordpool hebben in één zonnecyclus en een magnetische zuidpool in de volgende zonnecyclus.
De 11-jarige zonnecyclus heeft een grote invloed op het zonneweer en heeft een belangrijke invloed op het aardse klimaat. Minimale zonneactiviteit lijkt verband te houden met lage temperaturen en langer dan gemiddelde zonnecyclussen lijken verband te houden met hogere temperaturen. In de 17de eeuw leken de zonnecyclussen gestopt te zijn gedurende een aantal decennia. Er zijn zeer weinig zonnevlekken geobserveerd gedurende deze periode. Gedurende deze tijd, die bekend is als het Maunder minimum of Little Ice Age, waren er in Europa zeer lage temperaturen.[3]
Vroegere uitzonderlijke lage waarden zijn ontdekt via analyse van ouderdomsringen van boomstammen en lijken verbonden te zijn met lager dan gemiddelde wereldwijde temperaturen.
Onze zon is momenteel een ster van klasse G2, dat betekent dat zij een gele ster is, veel heter en zwaarder dan de gemiddelde ster, maar veel kleiner dan de blauwe reuzensterren. De berekende levensduur van een ster als de zon, dat wil zeggen de tijd waarin kernreacties haar van energie voorzien, bedraagt 10 miljard jaar.
De levenscyclus van de zon is grofweg te verdelen in vier fases. In elk van die fases ziet de zon er heel anders uit en verkrijgt zij haar energie uit een andere bron:
De zon zou volgens de gangbaarste theorie zo'n 4,5 miljard jaar geleden ontstaan zijn door het samentrekken van een uitgestrekte, koude, gasvormige oernevel. Bij het samentrekken van die gaswolk ontstond in het centrum van de wolk een gasconcentratie waaruit uiteindelijk de zon zou ontstaan. Bij het naar binnen vallen kwam zwaartekrachtsenergie vrij, die het binnenste van de nevel opwarmde. De nevel, met in zijn binnenste de zon-in-wording, straalde vooral infrarood-straling uit. Het hele proces van samentrekking zou ongeveer 35 miljoen jaar hebben geduurd. Uiteindelijk werd de temperatuur in het centrum van de gasbol zo hoog (miljoenen graden) dat daar kernreacties begonnen. De zon was geboren.
Gedurende een periode van 10 miljard jaar krijgt de zon haar energie uit kernfusie: waterstof wordt door kernfusie omgezet in helium (foutief waterstof-'verbranding' genoemd). Dit is de zon zoals wij die nu kennen. De zon is in deze periode een stabiele hoofdreeksster. Volgens verschillende berekeningen (computermodellen e.d.) gaan we er vanuit dat onze zon inmiddels zo'n 4,5 miljard jaar oud is en ze zal nog ongeveer 5,5 miljard jaar te gaan hebben. Naarmate de zon ouder wordt zal zij feller gaan schijnen en daardoor uitzetten.
Deze fase treedt in nadat, over ruim vier miljard jaar, vrijwel alle waterstof in de kern verbruikt is en de kernfusiereacties die de zon van energie voorzien, zich verplaatsen naar meer naar buiten gelegen schillen. De zon zwelt dan tijdelijk op tot een rode reus en zal zo groot worden dat de binnenplaneten Mercurius, Venus opgeslokt worden. Hetzelfde zal wellicht voor de aarde gelden en dit lot blijft misschien zelfs Mars niet bespaard. Als de aarde gespaard blijft zal de temperatuur op aarde wel oplopen tot boven de 1727 graden Celsius. De aarde zal dan in essentie een bol vloeibare lava zijn geworden waarop leven onmogelijk is.
De periode als rode reus komt ten einde als de temperatuur en druk in het inwendige zover zijn opgelopen dat 'heliumverbranding' mogelijk wordt, dat wil zeggen een kernfusiereactie waarbij drie heliumkernen samensmelten tot een koolstofkern. Deze reactie voorziet de zon nog ongeveer 100 miljoen jaar van energie, maar daarna zwelt de zon opnieuw snel op tot een rode reus. Deze fase eindigt met het afstoten van de buitenste lagen van de zon, waarbij een planetaire nevel ontstaat.
Nadat de rode reus zijn buitenlagen heeft afgestoten, blijft de hete kern achter als een witte dwerg. Alle kernreacties houden op. In wezen kan een witte dwerg beschreven worden als een "nagloeiende sintel": de langzaam afkoelende kern van onze zon. Dit afkoelen duurt onvoorstelbaar lang: na een biljoen (1012) jaar heeft het oppervlak van de overgebleven dwergster nog altijd een temperatuur van 1000 kelvin.
Als de witte dwerg zover afgekoeld is dat hij geen straling meer uitzendt, met andere woorden: de temperatuur is gezakt tot het gemiddelde van de interstellaire ruimte, dan is de zon een zwarte dwerg geworden. Het is nog niet bekend of het universum oud genoeg is om al een zwarte dwerg te bevatten, maar men neemt aan van wel aangezien de sterrencyclus sneller gaat in het middelpunt van een sterrenstelsel.
| tijd (miljard jaar) |
middellijn (zonnu=1) |
helderheid (zonnu=1) |
temperatuur oppervlak (K) |
centrale dichtheid (g/cm3) |
centrale temperatuur (K) |
percentage waterstof in kern |
opmerkingen |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| –0,035 | 2×106 | ~0 | 10 | 10–19 | 10 | 70,5% | koude gaswolk begint te contraheren |
| –0,034 | 2,1 | 1,6 | 4400 | 1,5 | 4×106 | 70,5% | protoster is ontstaan (T Tauri ster) |
| –0,010 | 1,0 | 1,1 | 5900 | 83 | 13×106 | 70,5% | protoster: overgang naar hoofdreeks |
| 0,0 | 0,872 | 0,769 | 5790 | 91 | 14,4×106 | 70,5% | begin als hoofdreeksster: waterstof'verbranding' in kern |
| 1,0 | 0,905 | 0,770 | 5680 | 91 | 13,7×106 | 63,3% | |
| 2,0 | 0,927 | 0,824 | 5710 | 102 | 14,1×106 | 56,0% | |
| 3,0 | 0,952 | 0,884 | 5730 | 116 | 14,6×106 | 48,4% | |
| 4,0 | 0,982 | 0,954 | 5750 | 134 | 15,1×106 | 40,4% | |
| 4,57 (=nu) | 1,000 | 1,000 | 5770 | 147 | 15,5×106 | 35,5% | de huidige zon |
| 5,0 | 1,015 | 1,034 | 5780 | 158 | 15,8×106 | 31,9% | |
| 6,0 | 1,056 | 1,126 | 5780 | 191 | 16,6×106 | 22,7% | |
| 7,0 | 1,104 | 1,235 | 5790 | 243 | 17,6×106 | 12,7% | |
| 8,0 | 1,161 | 1,357 | 5780 | 326 | 18,6×106 | 2,9% | |
| 9,0 | 1,250 | 1,548 | 5760 | 488 | 18,9×106 | 0,09% | |
| 10,0 | 1,39 | 1,90 | 5680 | 860 | 19,4×106 | 0,00% | waterstof in kern is op |
| 11,0 | 1,6 | 2,3 | 5500 | ... | ... | 0,00% | |
| 12,0 | 5 | 12 | 4900 | ... | ... | 0,00% | |
| 12,17 | 241 | 2800 | 2700 | ... | ... | 0,00% | rode reus (1e keer) (Red Giant Branch); massaverlies |
| 12,25 | 11 | 60 | 4800 | ... | ~160×106 | 0,00% | helium'verbranding'; massa: ~0,81 Mzon |
| 12,29 | 247 | 4200 | 2960 | ... | ... | 0,00% | rode reus (2e keer) (Asymptotic Giant Branch); massaverlies |
| 12,3 | 0,012 | 1,4 | 60.000 | 5×106 | 70×106 | 0,00% | witte dwerg; massa: ~0,68 Mzon |
| 13,0 | 0,012 | 0,004 | 13.000 | 5×106 | 14×106 | 0,00% | |
| 20,0 | 0,012 | 0,00013 | 5700 | 5×106 | 5×106 | 0,00% | |
| 1000,0 | 0,012 | 1,4×10–7 | 1000 | 5×106 | 0,8×106 | 0,00% | koelt verder af |
Bronnen:
|
|||||||
De aarde en alle andere planeten, waartoe zowel de aardse planeten als ook de gasreuzen behoren, draaien om de zon, in hun baan gehouden door de zwaartekracht. Wat grootte en massa betreft is de zon het dominerende lid; de massa is meer dan 330.000 aardmassa's, het volume meer dan 1 miljoen maal dat van de aarde. De hele baan van de maan om de aarde zou zich wat afmeting betreft drie keer in het zonnelichaam kunnen bevinden.
Andere lichamen die om de zon draaien zijn onder andere planetoïden, meteoroïden, kometen en stof.
Het bekijken van de zon, bijvoorbeeld bij een zonsverduistering moet met bescherming gedaan worden, aangezien direct in de zon kijken oogbeschadiging veroorzaakt. Men gebruikt soms een lasbril (voor elektrisch lassen, nummer 13 of 14) of een speciaal daarvoor gemaakte bril. Andere donkere materialen zoals cd's, zwarte dia's of fotonegatieven kunnen veel (onzichtbaar maar schadelijk) infrarood en ultraviolet licht doorlaten.
Het spreekt voor zich dat men bij gebruik van een verrekijker of telescoop nog veel voorzichtiger moet zijn. Als een vergrootglas een stukje papier in een paar seconden kan laten verkolen, kan dat ook met de ogen gebeuren. De veiligste manier van waarnemen met een telescoop is het zonsbeeld door middel van oculairprojectie op een stuk wit papier te projecteren, en op die manier indirect de zon te bekijken. Gebruik van oculairfilters (die geplaatst worden bij het oculair, vlakbij het brandvlak van de telescoop) is niet veilig; door de hitte die in het filter ontstaat kan het kapotspringen. Speciaal voor zonswaarneming gemaakte objectieffilters zijn, mits deugdelijk bevestigd, wel veilig. Het mooiste zicht op de zon biedt een H-alfa-filter (een smalbandig filter dat licht van één kleur doorlaat, en wel de kleur die door de waterstof op de zon wordt uitgestraald; de golflengte is ca. 656,3 nm).
| het Zonnestelsel |
|---|
 Zon - Mercurius - Venus - Aarde - Mars - Ceres - Jupiter - Saturnus - Uranus - Neptunus - Pluto - Haumea - Makemake - Eris |
