Earth Science

In dieser Lektion werden Sie über die Eigenschaften der Sonne lernen. Wir werden die Zusammensetzung der Sonne, ihre Atmosphäre und einige ihrer Oberflächenmerkmale diskutieren.

Schichten der Sonne

Die Sonne ist eine Kugel, aber im Gegensatz zur Erde und dem Mond ist sie nicht fest. Die meisten Atome in der Sonne existieren als Plasma oder als vierter Materiezustand, der aus überhitztem Gas mit elektrischer Ladung besteht., Unsere Sonne besteht fast ausschließlich aus den Elementen Wasserstoff und helium. Da die Sonne nicht fest ist, hat sie keine definierte äußere Grenze. Es hat jedoch eine bestimmte innere Struktur. Es gibt mehrere identifizierbare Schichten der Sonne:

Der Kern ist die innerste oder zentrale Schicht der Sonne. Der Kern ist Plasma, bewegt sich aber ähnlich wie ein Gas. Seine Temperatur liegt bei rund 27 Millionen Grad Celsius. Im Kern verbinden Kernreaktionen Wasserstoffatome zu Helium und setzen dabei große Energiemengen frei., Die freigesetzte Energie beginnt sich dann nach außen in Richtung der äußeren Schichten der Sonne zu bewegen.

Die Strahlungszone befindet sich etwas außerhalb des Kerns mit einer Temperatur von etwa 7 Millionen Grad Celsius. Die im Kern freigesetzte Energie wandert extrem langsam durch die Strahlungszone. Lichtteilchen, sogenannte Photonen, können sich nur wenige Millimeter bewegen, bevor sie auf ein anderes Teilchen in der Sonne treffen, absorbiert und dann wieder freigesetzt werden. Es kann bis zu 50 Millionen Jahre dauern, bis ein Photon den ganzen Weg durch die Strahlungszone zurücklegt.

Die Konvektionszone umgibt die Strahlungszone., In der Konvektionszone steigt heißes Material aus der Nähe des Sonnenzentrums auf, kühlt an der Oberfläche ab und taucht dann wieder nach unten ab, um mehr Wärme aus der Strahlungszone zu erhalten. Diese Bewegung hilft dabei, Sonneneruptionen und Sonnenflecken zu erzeugen, über die wir in Kürze mehr erfahren werden. Diese ersten drei Schichten bilden das, was wir eigentlich „die Sonne“nennen würden. Die nächsten drei Schichten bilden die Atmosphäre der Sonne. Natürlich gibt es in keinem Teil der Sonne feste Schichten, daher sind diese Grenzen unscharf und undeutlich.

Die „Atmosphäre“der Sonne

Die Photosphäre ist die sichtbare Oberfläche der Sonne (Abbildung 24.,18). Dies ist die Region der Sonne, die Sonnenlicht emittiert. Es ist auch eine der coolsten Schichten der Sonne—nur etwa 6700°C. Wenn Sie sich ein Foto der Sonnenoberfläche ansehen, können Sie sehen, dass es verschiedene Farben hat.Orangen, Gelb und Rot, die ihm ein körniges Aussehen verleihen. Wir können das nicht sehen, wenn wir schnell in die Sonne schauen. Unsere Augen können sich nicht so schnell konzentrieren und die Sonne ist zu hell, als dass wir sie länger als einen kurzen Moment betrachten könnten. Wenn Sie längere Zeit in die Sonne schauen, kann dies zu Blindheit führen, versuchen Sie es also nicht! Sonnenlicht wird von der Photosphäre der Sonne emittiert., Ein Bruchteil des Lichts, das von der Sonne wandert, erreicht die Erde. Es bewegt sich als Licht in einem Bereich von Wellenlängen, einschließlich sichtbarem Licht, Ultraviolett-und Infrarotstrahlung. Sichtbares Licht ist alles Licht, das wir mit unseren Augen sehen können. Wir können keine ultraviolette und Infrarotstrahlung sehen, aber ihre Auswirkungen können immer noch erkannt werden. Zum Beispiel wird ein Sonnenbrand durch ultraviolette Strahlung verursacht, wenn Sie zu viel Zeit in der Sonne verbringen.

Die Chromosphäre ist die etwa 2.000 Kilometer dicke Zone, die direkt über der Photosphäre liegt. Die Chromosphäre ist eine dünne Region der Sonnenatmosphäre, die rot leuchtet, wenn sie durch Energie aus der Photosphäre erwärmt wird. Die Temperaturen in der Chromosphäre reichen von etwa 4000°C bis etwa 10.000°C. Gasstrahlen feuern mit Geschwindigkeiten von bis zu 72.000 Stundenkilometern durch die Chromosphäre und erreichen Höhen von bis zu 10.000 Kilometern.

Die Korona ist die äußerste Schicht der Sonne und der äußerste Teil ihrer Atmosphäre. Es ist der Heiligenschein der Sonne oder „Krone“., Es hat eine Temperatur von 2 bis 5 Millionen Grad Celsius und ist viel heißer als die sichtbare Oberfläche der Sonne, oder Photosphäre. Die Korona erstreckt sich Millionen von Kilometern in den Weltraum. Wenn Sie jemals die Chance haben, eine totale Sonnenfinsternis zu sehen, können Sie die Korona der Sonne sehen, die in den Weltraum scheint.

Im Kern der Sonne erzeugen Kernfusionsreaktionen Energie durch Umwandlung von Wasserstoff in Helium. Fusion ist ein Prozess, bei dem sich die Atomkerne zu einem schwereren chemischen Element zusammenschließen. Fusionsreaktionen im Sonnenkern erzeugen Energie, die wir als Wärme und Licht erleben., Der Rest der Sonne wird durch Bewegung der Wärmeenergie vom Kern nach außen erhitzt. Lichtenergie von der Sonne wird von der Photosphäre emittiert. Es reist durch den Weltraum, und ein Teil davon erreicht die Erde. Die Sonne ist die Quelle fast aller Energie auf der Erde und Sonnenlicht treibt die Photosynthese sowie die Erwärmung und Erleuchtung unserer Erde voran.

Oberflächenmerkmale der Sonne

Das auffälligste Oberflächenmerkmal der Sonne ist das Vorhandensein von Sonnenflecken, die kühlere, dunklere Bereiche auf der Sonnenoberfläche sind. Sonnenflecken sind nur mit speziellen Lichtfilterlinsen sichtbar., Sie zeigen intensive magnetische Aktivität. Diese Bereiche sind kühler und dunkler, da Schleifen des Magnetfeldes der Sonne die Oberfläche durchbrechen und die reibungslose Wärmeübertragung von den unteren Schichten stören. Sonnenflecken treten normalerweise paarweise auf. Wenn eine Schleife des Sonnenmagnetfeldes die Oberfläche durchbricht, entsteht normalerweise ein Sonnenfleck, sowohl dort, wo er herauskommt, als auch dort, wo er wieder hereinkommt. Sonnenflecken treten normalerweise in 11-Jahreszyklen auf, beginnend mit einer minimalen Anzahl von Sonnenflecken, die auf eine maximale Anzahl von Sonnenflecken ansteigt und dann allmählich wieder auf eine minimale Anzahl von Sonnenflecken abnimmt.,

Wenn eine Schleife des Magnetfeldes der Sonne einrastet und bricht, entstehen Sonneneruptionen, bei denen es sich um heftige Explosionen handelt, die große Energiemengen freisetzen (Abbildung 24.19). Sie setzen Ströme hochenergetischer Teilchen frei, aus denen der Sonnenwind besteht. Der Sonnenwind kann für Raumfahrzeuge und Astronauten gefährlich sein. Es sendet große Mengen an Strahlung aus, die den menschlichen Körper schädigen können. Sonneneruptionen haben ganze Stromnetze zerstört und können die Funk -, Satelliten-und Mobilfunkkommunikation stören.

Ein weiteres gut sichtbares Merkmal auf der Sonne sind Sonnenvorsprünge. Wenn Plasma entlang einer Schleife des Magnetfeldes der Sonne von Sonnenfleck zu Sonnenfleck fließt, bildet es einen glühenden Bogen, der Tausende von Kilometern in die Sonnenatmosphäre reicht. Prominenzen können einen Tag bis mehrere Monate dauern. Prominenzen sind auch während einer totalen Sonnenfinsternis sichtbar.

Eine schöne und geheimnisvolle Wirkung der elektrisch geladenen Teilchen der Sonne sind Auroren, die sich um die Polarregionen hoch in der Erdatmosphäre bilden., Gase in der Erdatmosphäre werden von den elektrisch geladenen Teilchen des Sonnenwinds angeregt und leuchten und erzeugen Lichtvorhänge, die sich biegen und verändern, während Sie zuschauen.

Lektion Zusammenfassung

• Die Masse der Sonne ist enorm. Es macht 99,8% der Masse unseres Sonnensystems aus.
• Die Sonne besteht meist aus Wasserstoff mit kleineren Mengen Helium in Form von Plasma.
• Der Hauptteil der Sonne hat drei Schichten: den Kern, die Strahlungszone und die Konvektionszone.,
• Die Atmosphäre der Sonne hat auch drei Schichten: die Photosphäre, die Chromosphäre und die Korona.
• Die Kernfusion von Wasserstoff im Kern der Sonne erzeugt enorme Energiemengen, die von der Sonne ausgehen.
• Einige Merkmale der Sonnenoberfläche umfassen Sonnenflecken, Sonneneruptionen und Vorsprünge.

Review Questions

1. Auf welche Weise unterstützt die Sonne alles Leben auf der Erde?
2. Welche beiden Elemente bilden die Sonne fast vollständig?
3. Welcher Prozess ist die Wärmequelle in der Sonne und wo findet er statt?,
4. Einige Wissenschaftler möchten eine Reise planen, um Menschen zum Mars zu bringen. Eines der Dinge, die unserer Fähigkeit, dies zu tun, im Wege stehen, ist der Sonnenwind. Warum müssen wir uns mit Solarwind beschäftigen?
5. Beschreiben Sie, wie Bewegungen in der Konvektionszone zu Sonneneruptionen beitragen.
6. Glauben Sie, dass Fusionsreaktionen im Sonnenkern für immer andauern und ohne Ende weitergehen werden? Erklären Sie Ihre Antwort.

Chromosphäre Dünne Schicht der Sonnenatmosphäre, die direkt über der Photosphäre liegt; leuchtet rot., Konvektionszonenschicht der Sonne, die die Strahlungszone umgibt; Energie bewegt sich als fließende Gaszellen. kern Innerste oder zentrale Schicht der Sonne. corona Äußerste Schicht der Sonne; ein Plasma, das Millionen von Kilometern in den Weltraum erstreckt. kernfusion Die Verschmelzung der Atomkerne zu neuen, schwereren chemischen Elementen; Dabei werden große Mengen Kernenergie freigesetzt. photosphäre Schicht der Sonne, die wir sehen; die sichtbare Oberfläche der Sonne. photosynthese Der Prozess, den grüne Pflanzen verwenden, um Sonnenlicht in Energie umzuwandeln., plasma Eine hochenergetische, Hochtemperaturform der Materie. Elektronen werden aus Atomen entfernt, wobei jedes Atom mit einer elektrischen Ladung zurückbleibt. Strahlung Elektromagnetische Energie, Photonen. Strahlungszonenschicht der Sonne, die den Kern unmittelbar umgibt; Energie bewegt sich als elektromagnetische Wellen von Atom zu Atom. solar flare Eine heftige Explosion auf der Oberfläche der Sonne. solarwind Ein Strahlungsstrom, der von einer Sonneneruption emittiert wird. Der Sonnenwind erstreckt sich Millionen von Kilometern in den Weltraum und kann sogar die Erde erreichen., Sonnenflecken Kühlere, dunklere Bereiche auf der Sonnenoberfläche, die niedrigere Temperaturen als die umliegenden Gebiete haben; Sonnenflecken treten normalerweise paarweise auf.

Hinweise

• Wenn etwas zu plötzlich verursachen nuclear fusion zu stoppen, in der Sonne, wie würden wir das wissen?
• Gibt es irgendwelche Arten von gefährlicher Energie von der Sonne? Was könnte von ihnen betroffen sein?
• Wenn die Sonne alle aus Gasen wie Wasserstoff und Helium besteht, wie kann sie Schichten haben?