Sólin

Reikistjörnurnar, að jörðinni meðtalinni, ganga á sporbaugum kringum sólina, ásamt smástirnum, loftsteinum, halastjörnum og geimryki. Varmi og ljós, sem frá henni stafar viðheldur lífi á jörðu. Sólin er rafgaskúla sem hefur massa í kringum 2×10³⁰ kg, og er því nokkuð stærri en meðalstjarna. Þvermál sólarinnar er um 1.392.000 km (um 109 sinnum þvermál jarðarinnar). Um 73,46% af massa hennar er vetni, 24,85% helín, 0,77% súrefni, 0,29% kolefni, 0,16% járn, 0,12% neon og afgangurinn skiptist á milli örlítils magns af þyngri frumefnum. Sólin er talin vera um 4,5 milljarða ára gömul, og er um það bil komin hálfa leið í gegnum meginraðarferli sitt, þar sem kjarnasamruni í kjarna hennar bræðir saman vetni og myndar helín. Eftir um 5,5 milljarða ára mun sólin breytast í hringþoku.

Sólin

Raunlitamynd tekin árið 2019 með sólsíu.
Heiti	Sólin, Sunna, Sol, Sól, Helíos
Athugunargögn
Meðalfjarlægð frá Jörð	1 AU ˜ 1,496 x 108 km 8 mín 19 sek á ljóshraða
Sýndarbirta (V)	-26,74
Reyndarbirta	4,83
Litrófsflokkur	G2V
Málmun	Z = 0,0122
Þvermálssjónarhorn	31,6–32,7 bogamínútur 0,527–0,545 gráður
Sporbaugseinkenni
Meðalfjarlægð frá miðju Vetrarbrautar	26.660 ljósár
Stjörnuþokutímabil	(2,25–2,50) x 108 ár
Hraði	˜251 km/s (á sporbaug um miðju Vetrarbrautar) ˜ 20 km/s (miðað við meðalhraða nærliggjandi stjarna) ˜ 370 km/s (miðað við grunngeislun)
Eðliseinkenni
Radíus við miðbaug	695.700 km, 696.342 km 109 x radíus jarðar
Ummál við miðbaug	4,379 x 106 km 109 × Jörð
Hringvik	9 x 10-6
Yfirborð	6,09 x 1012 km2 12.000 × Jörð
Rúmmál	1,41 x 1018 km3 1.300.000 × Jörð
Massi	1,9885 x 1030 kg 332.950 x massi Jarðar
Meðaleðlismassi	1,408 g/cm3 0,255 × Jörð
Eðlismassi í miðju (skv. líkani)	162,2 g/cm3 12,4 × Jörð
Yfirborðsþyngdarafl við miðbaug	274 m/s2 28 × Jörð
Tregðuvægisþáttur	0,070 (áætlað)
Lausnarhraði (frá yfirborði)	617,7 km/s 55 × Jörð
Hiti	Miðja (skv. líkani): 1,57 x 107 K Ljóshvolf (virkur): 5.772 K Sólkóróna: ˜ 5 x 106 K
Ljósafl (Lsol)	3,828 x 1026 W ˜ 3,75 x 1028 lm ˜ 98 lm/W ljósígildi geislunar
Litvísir (B-V)	0,63
Meðalgeislun (Isol)	2,009 x 107 W·m-2·sr-1
Aldur	˜4,6 milljarðar ára (4.6 x 109 ár)
Efnasamsetning ljóshvolfs (eftir massa)	73,46% vetni 24,85% helín 0,77% súrefni 0,29% kolefni 0,16% járn 0,12% neon 0,09% köfnunarefni 0,07% kísill 0,05% magnesín 0,04% brennisteinn
Snúningseinkenni
Möndulhalli	7,25° (m.v. sólbaug) 67,23° (m.v. vetrarbrautarsléttu)
Stjörnulengd norðurpóls	286,13° 19 klst 4 mín 30 sek
Miðbaugsbreitt norðurpóls	+63,87° 63° 52' N
Stjarnbundinn snúningstími	25,05 dagar við miðbaug 25,38 dagar á 16. breiddargráðu 34,4 við pólana
Snúningshraði (við miðbaug)	1,997 km/s

Mönnum er það hættulegt að horfa beint í sólina því að við það getur sjónhimnan skemmst og það leitt til blindu. Sólin er hvít að lit þótt hún virðist gul séð frá jörðinni en það er vegna áhrifa andrúmslofts jarðar sem hún virðist gul.

Íslenska heitið sól, með eða án greinis, er skrifað með litlum staf, nema í upptalningum á heitum reikistjarnanna. Heitið er haft með greini ef ástæða er til að aðgreina sólina frá öðrum stjörnum.

Íslenska heitið sól er dregið af frumgermanska orðinu *sōwelan, sbr. gotnesku sauil, latínu sōl, grísku ἥλιος (h)elios, rússnesku солнце solntse. L-ið breytist í r í sanskrít svár og pernesku خور xvar. Samheitið sunna er sömuleiðis úr frumgermönsku *sunnōn, sbr. ensku sun, hollensku zon, þýsku Sonne og gotnesku sunnō.

Af orðinu sól eru dregin fjölmörg önnur orð, eins og sæla og viðskeytið -sælis, sólríkur, sólarsinnis, sólarhringur og svo framvegis, auk nafnsins Sól. Mælieiningin sol er notuð yfir lengd sólarhrings á öðrum reikistjörnum. Sunnudagur dregur nafn sitt af orðinu sunna. Heiti dagsins kemur úr latínu dies sōlis, sem aftur er beinþýðing úr grísku ἡμέρα ἡλίου hemera heliú Af heitinu sunna er líka dregið nafnið Sunna.

Helíos og Sól koma fyrir sem persónugervingar sólarinnar í grískri og rómverskri goðafræði.

Sólin er flokkuð sem meginraðarstjarna sem að þýðir að hún er í „vökvajafnvægi“, þar sem að hún dregst hvorki saman né þenst út, og myndar orku við samruna vetniskjarna yfir í helín. Sólin er í litrófsflokknum G2V, þar sem að G2 merkir að litur hennar sé gulur og að litróf hennar innihaldi litrófslínur jónaðra og hlutlausra málma ásamt mjög veikum vetnislínum, og V að hún sé, eins og flestar stjörnur, dvergstjarna á meginröðinni.

Talið er að Sólin hafi meginraðarlíftíma í kringum um 10 milljarða ára. Núverandi aldur hennar er talin vera í kringum 4,5 milljarðar ára. Var þessi aldur hennar reiknaður með því að nota tölvulíkan af þróun stjarna. Sólin er á sporbaug um Vetrarbrautina, í u.þ.b. 25.000 til 28.000 ljósára fjarlægð frá miðju hennar. Sólin klárar eina sporbaugslaga umferð á um 226 milljón árum. Brautarhraði er í kringum 217 km/s, sem að jafngildir einu ljósári á 1400 ára fresti, og einni stjarnfræðieiningu á átta daga fresti.

Stjarnfræðilegt merki sólarinnar er hringur með punkt í miðju ( ).

 

Sólin er næstum alveg slétt kúla, pólfletja (hringvik) hennar er talin vera í kringum 9 milljónustu, sem að þýðir að munur á þvermáli hennar í kringum pólana og í kringum miðbaug svarar til um 10 km. Þetta kemur til sökum þess að miðflóttaáhrif hægs snúnings sólarinnar er um 18 milljón sinnum veikara en yfirborðsþyngdarafl hennar (við miðbaug). Flóðhrif plánetanna hafa lítil áhrif á lögun sólarinnar, þó að sólin sjálf sé á sporbaug um samþungamiðju sólkerfisins, sem er örlítið frábrugðinn miðju sólarinnar, að mestu vegna massa Júpíters. Massi sólarinnar er samt svo gríðarlega mikill í samanburði að þungamiðja sólkerfisins er yfirleitt innan ytri marka sólarinnar sjálfrar.

Sólin hefur ekki skýr endamörk eins og steingerðar plánetur hafa, því að þéttleiki rafgassins minnkar í veldisfalli frá miðju hennar. Þrátt fyrir það hefur sólin vel skilgreinda innri byggingu, sem að lýst er betur hér að neðan. Radíus sólarinnar er mældur frá miðju út að endimörkum ljóshvolfs hennar.

Innviðir sólarinnar eru ekki sjáanlegir með beinum aðferðum vegna rafsegulgeislunar, sem er ógagnsæ . En á sama hátt og hægt er að rannsaka innviði jarðarinnar með því að skoða bylgjur, sem að myndaðar eru af jarðskjálftum (jarðskjálftafræði), notast sólskjálftafræði við hljóðbylgjur, sem að ferðast í gegnum sólina til að rannsaka innviði hennar. Þessi fræði hefur aukið gríðarlega skilning okkar á innri byggingu sólarinnar. Einnig hafa tölvulíkön verið notuð sem fræðigrunnur til að rannsaka dýpri lög hennar.

Kjarni

Við miðju sólarinnar, þar sem að eðlismassi nær 150.000 kg/m³ (150-faldur þéttleiki vatns á Jörðinni), breytir kjarnasamruni vetni í helín og myndar orkuna, sem heldur sólinni í jafnvægi. Um það bil 8,9x10³⁷ róteindum (vetniskjörnum) er breytt í helínkjarna á hverri sekúndu, sem sem að skilar af sér á sama tíma um 383 jottavöttum af orku. Líkön benda til að það taki orkuríkar ljóseindir, sem verða til við þennan kjarnasamruna, um 161.000 ár að skila sér upp á yfirborð sólarinnar. Ferill þeirra upp á yfirborðið gengur eftir óbeinum leiðum, ásamt viðstöðulausri gleypni og útgeislun í sólarmöttlinum. Er ljóseindirnar ná upp á yfirborðið sleppa þær út í geim sem sýnilegt ljós. Losnar einnig um fiseindir við sama samrunaferli, en ólíkt ljóseindum er lítil víxlverkun milli þeirra og annarra efna, og sleppa því næstum allar samstundis úr greipum sólarinnar.

Kjarninn nær upp að 0,2 af radíus sólar frá miðju, og er sá eini hluti sólarinnar þar sem að merkjanlegur hiti er framleiddur með kjarnasamruna: afgangurinn af stjörnunni er hitaður með orku sem að flyst út á við. Öll orka sem framleidd er í kjarnanum þarf að ferðast í gegnum ytri lög sólarinnar upp að ljóshvolfi, áður en að hún sleppur út í geiminn.

Geislahvolf

Frá kjarna allt að 0,7 radíus sólar frá miðju, er efni sólarinnar nógu heitt og þétt til að hitaútgeislun sé nægjanleg til að færa hinn gríðarlega hita frá kjarnanum út á við. Á þessu svæði er ekkert hitauppstreymi: þó svo að efni kólni eftir því sem fjarlægð frá miðju eykst, er hitastigull þess hægari en innrænt hitafall og nær því ekki að halda í gangi uppstreymi. Hiti er í staðinn færður af jónum vetnis og helíns, sem gefa frá sér ljóseindir, sem ferðast örlitla vegalengd áður en þær eru gleyptar af öðrum jónum.

Iðuhvolf

Frá 0,7 radíus sólar frá miðju og upp að yfirborði, er efni sólarinnar ekki nógu þétt eða heitt til að færa hita út á við með geislun. Sökum þess myndast hitauppstreymi þegar hitasúlur bera með sér heitt efni upp að yfirborði sólar (ljóshvolfinu). Þegar efnið hefur kólnað við yfirborðið, steypist það aftur niður á botn iðuhvolfsins og gleypir í sig meiri hita frá efri hluta geislunarhvolfsins.

Hitasúlurnar í iðuhvolfinu mynda far á yfirborði sólarinnar, í formi sólýrna og ýruklasa. Þetta ólgandi uppstreymi í ytri hlutum innviða sólarinnar myndar „smágerða“ rafala sem að svo mynda norður- og suðursegulskaut út um allt á yfirborði sólarinnar.

Ljóshvolf

Sýnilegt yfirborð sólar er ljóshvolfið; undir því er sólin ógagnsæ. Fyrir ofan ljóshvolfið, losna orkuríkar ljóseindir frá sólinni og breiðast sem sólarljós út í geiminn. Sólarljós hefur svarthlutslitróf sem að bendir til þess að hitastig þess sé um 6.000 K. Þéttleiki einda í ljóshvolfinu er um 10²³/m³ (í kringum 1% af þéttleika einda í andrúsmlofti Jarðar við sjávarmál). Hlutar sólarinnar fyrir ofan ljóshvolfið eru einu nafni kallaðir „lofthjúpur sólar“. Hægt er að skoða þá með sjónaukum yfir allt rafsegulrófið, frá útvarpsbylgjum, í gegnum sýnilegt ljós fram að gammageislum.

Sólmyrkvi verður þegar jörðin fer inn í alskugga tunglsins, þ.a. tunglið skyggir á sólu frá jörðu séð. Við almyrkva skyggir tunglið á ljóshvolf sólar, en þá verður kórónan sýnileg.