De temperatuur van de zon fascineert wetenschappers al eeuwenlang. In het begin varieerden de schattingen van louter hitte tot vergelijkingen met aardse vlammen.

Naarmate ons begrip zich verdiepte, heeft de wetenschappelijke gemeenschap zich gerealiseerd dat de kern van de zon een verzengend inferno herbergt waar kernfusie de boventoon voert. Moderne instrumenten en innovatieve observaties hebben onze kennis verfijnd en de complexiteit van de temperatuurgradiënten en -lagen blootgelegd. Hoe heet is de zon precies?

Laten we erin duiken.

1. Het temperatuurraadsel
2. Hoe meten wetenschappers de temperatuur van de zon?
3. Hoe produceert de zon warmte?
4. Kouder van binnen
5. De baanbrekende sonde

Het temperatuurraadsel

Stel je de zon voor als een kosmische ketel van uitersten. In de kern woedt een meedogenloze kernfusiedans, die een inferno creëert dat maar liefst 15 miljoen graden Celsius (27 miljoen graden Fahrenheit) bereikt. Dit vlammende hart drijft het stralende bestaan ​​van de zon aan.

Als we naar boven reizen, komt het zichtbare oppervlak van de zon, bekend als de fotosfeer, naar voren als een relatief koeler gebied, waar de temperatuur tussen de 4.000 en 6.000 graden Kelvin schommelt. Deze lichtgevende laag lijkt op de zachte warmte van een kampvuur en werpt zijn stralende gloed over de kosmos.

Dit is waar de in de kern gegenereerde energie het oppervlak bereikt en als zichtbaar licht wordt uitgestraald, waardoor de fotosfeer het zichtbare 'oppervlak' van de zon wordt dat we vanaf de aarde zien.

Toch wordt het enigma van de zon groter als we verder opstijgen naar haar kroonjuweel:de corona. Tegen alle verwachtingen in vlamt deze buitenste laag op tot meer dan een miljoen graden Celsius (1,8 miljoen graden Fahrenheit), een gebied met een verschroeiende intensiteit. Het contrast tussen de verzengende hitte van de corona en de relatieve koelte van de fotosfeer blijft een puzzel.

Hoe meten wetenschappers de temperatuur van de zon?

Het is letterlijk de heetste ster in het zonnestelsel, maar je kunt niet zomaar een thermometer gebruiken om erachter te komen hoe heet het eigenlijk is. In plaats daarvan gebruiken wetenschappers een aantal hulpmiddelen en indirecte methoden om deze hete wiskunde te achterhalen:

1. Spectroscopie :Deze instrumenten splitsen zonlicht in de samenstellende kleuren, waardoor een spectrum ontstaat. Door dit spectrum te analyseren kunnen wetenschappers absorptielijnen en hun verschuivingen identificeren, die informatie verschaffen over de temperatuur van verschillende lagen van de atmosfeer van de zon.
2. Spectrometers :Deze instrumenten meten de intensiteit van licht op verschillende golflengten. De vorm van het spectrum, vooral in gebieden met sterke absorptielijnen, kan de temperatuur van het oppervlak van de zon en van de atmosferische lagen aangeven.
3. Pyrometers :Deze instrumenten meten de intensiteit van de thermische straling die door de zon wordt uitgezonden. Door de golflengteverdeling van deze straling te analyseren, kunnen wetenschappers de temperatuur van het oppervlak en de lagen van de zon bepalen.
4. Coronagrafen :Deze apparaten blokkeren de heldere schijf van de zon, waardoor wetenschappers de veel zwakkere buitenste atmosfeer, de corona, kunnen observeren tijdens zonsverduisteringen of met speciale instrumenten. Dit geeft inzicht in de temperatuur en dynamiek van de corona.
5. Zonnetelescopen :Telescopen op de grond en in de ruimte, ontworpen om de zon in verschillende golflengten van licht waar te nemen, helpen wetenschappers bij het bestuderen van specifieke lagen en verschijnselen die verband houden met verschillende oppervlaktetemperaturen en atmosfeertemperaturen.
6. Zonne-satellieten :Satellieten, zoals het Solar Dynamics Observatory (SDO), bieden continue observaties van de zon over meerdere golflengten, waardoor wetenschappers veranderingen in temperatuur en activiteit in de loop van de tijd kunnen volgen.
7. Computermodellen :Geavanceerde computersimulaties en modellen helpen wetenschappers de temperatuurprofielen van de lagen van de zon te voorspellen op basis van theoretisch inzicht in de zonnefysica en observatiegegevens.

Hoe produceert de zon warmte?

De zon genereert zijn intense hitte via een proces dat kernfusie wordt genoemd. In de brandende kern botsen waterstofatomen onder enorme druk en temperatuur, en versmelten ze tot heliumatomen.

Bij deze fusie komt ongelooflijk veel energie vrij in de vorm van licht en warmte. De extreme omstandigheden in de kern, met temperaturen die oplopen tot ongeveer 15 miljoen graden Celsius (27 miljoen graden Fahrenheit), maken het mogelijk dat deze kernreacties plaatsvinden.

De geproduceerde energie reist naar buiten door de lagen van de zon en heeft miljoenen jaren nodig om het oppervlak, de fotosfeer, te bereiken, waar het als zonlicht vrijkomt. Deze onophoudelijke fusiereactie voedt, net als een eeuwige kosmische oven, de schittering van de zon en levert de levensondersteunende energie voor ons zonnestelsel.

Kouder van binnen

Een van de vreemde dingen van de ruimte is dat dingen niet altijd in overeenstemming zijn met wat op het gezond verstand lijkt. Neem bijvoorbeeld de zon. Je zou denken dat het oppervlak heter zou zijn dan de buitenste atmosfeer, omdat het oppervlak zich dichter bij de kernoven in de kern van de zon bevindt. Als je voor een open haard zit, voelt het immers warmer als je er dichterbij komt, toch?

Maar zo werkt de zon niet.

De fotosfeer, zoals het zonneoppervlak wordt genoemd, is inderdaad behoorlijk heet:tussen 6.700 en 11.000 graden Fahrenheit (3.700 tot 6.200 graden Celsius). Maar hoe verder je van het oppervlak van de zon komt, hoe heter de atmosfeer lijkt te worden. Bij de corona van de zon – de buitenste atmosferische laag op ongeveer 2100 kilometer van het oppervlak – stijgt de temperatuur tot een verbazingwekkende 900.000 graden Fahrenheit (500.000 graden Celsius).

Het zit allemaal in de golven

Naast de zon vertonen enkele andere sterren dit merkwaardige patroon ook, en wetenschappers hebben lange tijd moeite gehad om erachter te komen waarom. Ze ontwikkelden een hypothese waarin magnetohydrodynamische (MHD) golven energie van onder de fotosfeer rechtstreeks naar de corona distribueren, bijna als een sneltrein zonder lokale haltes.

In 2013 gebruikten Britse onderzoekers de vooruitgang in beeldtechnologie om de chromosfeer, de laag tussen de fotosfeer en de zonnecorona, te onderzoeken en daadwerkelijk de MHD-golven te onderzoeken. Hun berekeningen bevestigden dat de golven verantwoordelijk zouden kunnen zijn voor het transporteren van energie naar de corona en het verwarmen van die laag.

"Onze waarnemingen hebben ons in staat gesteld de hoeveelheid energie te schatten die door de magnetische golven wordt getransporteerd, en deze schattingen laten zien dat de energie van de golven voldoet aan de energiebehoefte voor de onverklaarde temperatuurstijging in de corona", zegt Richard Morton, een wetenschapper voor het Verenigd Koninkrijk. s Northumbria University, uitgelegd bij de aankondiging van de ontdekking.

De baanbrekende sonde

De Parker Solar Probe is een baanbrekend NASA-ruimtevaartuig dat is ontworpen om dichter bij de zon te komen dan welke eerdere missie dan ook [bron:NASA]. De missie, gelanceerd in augustus 2018, is om de buitenste atmosfeer van de zon (de corona) te bestuderen en inzicht te krijgen in de zonnewind, een continue stroom geladen deeltjes die uit de massieve ster komt.

De sonde, vernoemd naar zonnefysicus Eugene Parker, maakt gebruik van geavanceerde technologie om de extreme hitte en straling nabij de zon te weerstaan. Het is bedoeld om kritische vragen te beantwoorden over de aard van zonnewinden, hoe deze worden versneld en waarom de corona veel heter is dan het oppervlak van de zon.

Dit artikel is bijgewerkt in combinatie met AI-technologie, vervolgens op feiten gecontroleerd en bewerkt door een HowStuffWorks-editor.

De zon heeft tornado's, en die zijn zelfs heter dan de rest van de atmosfeer; één waargenomen door NASA in 2015 had een temperatuur van 5 miljoen graden Fahrenheit (2,78 miljoen graden Celsius). In maart 2023 maakten astrofotografen foto's van een recordbrekende zonnetornado die drie dagen aanhield. Dit eigenaardige fenomeen was "14 aardes hoog" of ongeveer 178.000 km (110.604 mijl).

Veel beantwoorde vragen

Wat is de temperatuur van de zon in Fahrenheit?