De zon

Zon

De zon is een 4,6 miljard jaar oude ster van de hoofdreeks. Deze enorme bol van uiterst heet plasma (geïoniseerd gas) heeft een massa van 750 maal die van alle planeten bij elkaar. In haar kern wordt helium gevormd uit waterstof waarbij enorme hoeveelheden energie vrijkomen. Deze energie ontsnapt uiteindelijk aan het oppervlak van de zon.

Inwendige Bouw

De zon bestaat uit drie lagen, die echter niet scherp begrensd zijn. In de kern zijn temperatuur en druk extreem hoog. Hier worden door kernfusie waterstofkernen (protonen) in heliumkernen omgezet in een tempo van ongeveer 600 miljoen ton per seconde. Bijproducten van dit proces zijn energie, in de vorm van fotonen (elektromagnetische straling) , en neutrino's (vrijwel massaloze deeltjes zonder lading). De elektromagnetische straling verlaat de kern via een iets koeler gebied: de stralingszone. Het kost ongeveer een miljoen jaar om uit deze zone te geraken, aangezien de fotonen voortdurend worden opgenomen en weer uitgezonden door ionen in het plasma. Verder naar buiten welt de energie op in de convectiezone – waar enorme stromen opstijgend, heet plasma bestaan naast gebieden met dalend, koeler plasma – en wordt ze overgedragen aan de oppervlaktelaag: de fotosfeer. Hier ontsnapt ze al hitte, licht en andere vormen van straling.

Oppervlak 

Het zichtbare oppervlak van de zon heet de fotosfeer. Het is een laag plasma van ongeveer honderd kilometer dik die er korrelig uitziet (granulatie). De “korrels”, die ongeveer duizend kilometer groot zijn, zijn de bovenkanten van convectiecellen die heet plasma naar boven brengen. Andere belangrijke elementen in de fotosfeer zijn de zonnevlekken, gebieden die koeler en donkerder zijn dan hun omgeving. Zonnevlekken, zonnevlammen (enorme explosies op het zonneoppervlak) en lusprotuberansen, hebben waarschijnlijk een gemeenschappelijke oorzaak – ze zijn geassocieerd met sterke magnetische velden of verstoringen hiervan. De magnetische velden ontstaan doordat de zon een draaiend lichaam is dat voornamelijk uit elektrische geladen deeltjes bestaat. Verschillende delen van de convectiezone draaien met verschillende snelheden (bij de evenaar sneller dan bij de polen), waardoor de magnetische veldlijnen in elkaar verstrikt raken. Zonnevlekken worden veroorzaakt door concentraties van magnetische velden die waar ze door de fotosfeer gaan de warmtestroom uit het inwendige remmen. Andere soorten verstoringen worden veroorzaakt door verwrongen veldlijnen die door het oppervlak van de zon heen breken, en enorme hoeveelheden energie afgeven, of door plasma in lussen langs de veldlijnen uitbreekt. Het aantal zonnevlekken en de daaraan gerelateerde activiteit vertoont een maxima en minima die elf jaar duurt.

Atmosfeer

De fotosfeer vormt niet alleen het zichtbare oppervlak, maar is ook de onderste laag van de atmosfeer van de zon. Daarboven zitten nog drie lagen. De oranjerode chromosfeer ligt boven de fotosfeer en is ongeveer 2000 kilometer dik. Van beneden naar boven stijgt de temperatuur van 4500 °C tot ongeveer 20.000 °C. De chromosfeer bevat veel vlamachtige plasmazuilen, de spiculen, die voor de duur van enkele minuten langs magnetische veldlijnen tot hoogten van tienduizend kilometer opstijgen. Tussen de chromosfeer en de corona bevindt zich een dunne onregelmatige overgangslaag waarbinnen de temperatuur van 20.000 °C tot ongeveer 1 miljoen °C stijgt. Wetenschappers onderzoeken dit gebied om de oorzaak van de temperatuurstijging te verklaren. De buitenste laag van de de zonneatmosfeer, de corona, bestaat uit de zonnewind, een stroom geladen deeltjes (voornamelijk protonen en elektronen) die van de zon weg beweegt. De corona is extreem heet, 2 miljoen °C, maar het is nog niet duidelijk hoe dat komt; men neemt aan dat magnetische verschijnselen daarbij een belangrijke rol spelen.  Coronale massa-ejecties (CME's) zijn enorme plasmabellen die miljarden tonnen materiaal bevatten en zo nu en dan de ruimte in worden gestoten. CME's kunnen de zonnewind verstoren, wat veranderingen van het poollicht in de atmosfeer van de aarde tot gevolg heeft.