De zon

Wie aan sterrenkunde denkt, denkt al gauw aan de sterren, de planeten en de maan. Maar een van de bekendste (en belangrijkste!) hemellichamen moeten we niet ’s nachts aan de hemel zoeken, maar overdag. Dat is de zon, de bron van alle licht en warmte op aarde.

De zon is een ster. Anders gezegd: de sterren die we ’s nachts aan de hemel zien staan, zijn stuk voor stuk verre zonnen. Dat de zon er zo totaal anders uitziet dan de sterren, komt door zijn kleine afstand. Klein naar sterrenkundige begrippen: de zon staat gemiddeld op honderdvijftig miljoen kilometer afstand van de aarde; een straalvliegtuig zou daar bijna twintig jaar over doen!

Le Havre Normandy

De zon is veel groter dan de aarde. De middellijn bedraagt 1,4 miljoen kilometer, ruim honderd keer de middellijn van de aarde. Een ketting van honderd aardbollen zou dus strakgespannen in de zon passen. En als de zon hol was, zouden er meer dan één miljoen aardbollen in kunnen verdwijnen.

Doordat de zon relatief dichtbij staat, is hij groot en helder, en kunnen we zijn warmte voelen. De andere sterren in het heelal staan onvoorstelbaar veel verder weg. Die zien we slechts als kleine, zwakke lichtpuntjes, en hun warmte is op aarde niet voelbaar. Wanneer we die andere sterren van dichtbij zouden kunnen bekijken, zouden ze er echter net zo uitzien als de zon: grote, kogelronde gloeiende ballen van heet gas. Sommige sterren zijn veel groter of heter dan de zon; andere zijn kleiner en koeler, maar in wezen is er weinig verschil. En omgekeerd geldt natuurlijk: als we met hoge snelheid van de zon weg vliegen, zien we hem ineenschrompelen tot een klein, zwak lichtstipje, totdat hij uiteindelijk niet meer terug te vinden is te midden van de andere sterren.

De zon lijkt in geen enkel opzicht op de aarde of de maan. Aarde en maan hebben een vast oppervlak, en bestaan uit gesteenten en metalen. De zon is echter helemaal opgebouwd uit gassen, voornamelijk waterstof en helium, de twee lichtste elementen in de natuur. De zon heeft dus geen vast oppervlak; je zou er niet op rond kunnen lopen. Zelfs mét een vast oppervlak was dat onmogelijk, want de oppervlaktetemperatuur van de zon bedraagt bijna zesduizend graden.

In het binnenste van de zon is de temperatuur overigens nog veel hoger: ongeveer vijftien miljoen graden. Het gas waaruit de zon bestaat is daar zó sterk samengeperst door het gewicht van de bovenliggende gaslagen, dat er een onvoorstelbaar hoge druk heerst, met een bijbehorende hoge temperatuur. Onder die extreme omstandigheden vindt spontaan kernfusie plaats, precies zoals het ook in een waterstofbom gebeurt: waterstofatomen worden in elkaar geperst en fuseren tot heliumatomen, en daar komen geweldige hoeveelheden energie bij vrij. Die kernenergie uit het binnenste van de zon wordt aan het oppervlak uitgestraald in de vorm van licht en warmte.

Het inwendige van de zon kan alleen indirect worden waargenomen. Bij de kernfusiereacties in het hete inwendige komen enorme hoeveelheden neutrino’s vrij – ongeladen, vrijwel massaloze elementaire deeltjes – die met de lichtsnelheid dwars door de zon heen vliegen en ruim acht minuten later op aarde aankomen. Deze neutrino’s vormen de enige directe boodschappers uit het inwendige van de zon.

De buitenzijde van de zon is veel beter bekend. Met speciale zonnetelescopen is het oppervlak uitgebreid bestudeerd. Er komen allerlei boeiende verschijnselen en structuren voor, zoals  donkere zonnevlekken die groter zijn dan de aarde, heldere fakkelvelden waar enorme hoeveelheden energie vrijkomen, en gigantische uitbarstingen van heet gas, die tot vele tienduizenden kilometers hoogte reiken.

Tijdens een totale zonsverduistering, wanneer het oogverblindend heldere zonsoppervlak wordt afgedekt door de maan, is te zien dat de zon gehuld is in een ijle, hete gaswolk, die de corona genoemd wordt. Het gas uit de corona stroomt met hoge snelheid van de zon weg, en op die manier ontstaat de zogeheten zonnewind: een constante stroom van snel bewegende elektrisch geladen deeltjes. Soms is er zelfs sprake van een ware ‘zonnestorm’. Na een reis van een paar dagen komen de deeltjes uit zo’n zonnestorm bij de aarde aan, waar ze verstoringen teweeg brengen in de aardse magnetosfeer. Dat leidt tot schitterende verschijnselen als het poollicht, maar af en toe ook tot het uitvallen van satellietverbindingen en tot storingen in het aardse elektriciteitsnet.

Leave a Reply