Flyskræk journalist styrter med fly
22. maj 2012 kl. 09:40Videnskab.dk's udsendte medarbejder er bestemt ikke glad for at flyve – men hun deltager alligevel netop nu i det europæiske rumagentur ESA's vilde parabolflyvning. Læs mere
Derfor skinner Solen under en solformørkelse
12. januar 2011 kl. 15:14 13 kommentarer
Emner: Natur
Al Solens energi bliver skabt i Solens centrum, når to brintatomer smelter sammen til ét heliumatom.
Da al Solens energi bliver skabt i centrum af Solen, er temperaturen også meget høj her; op mod 15 millioner grader.
Bevæger man sig fra centrum af Solen og ud mod overfladen, så falder temperaturen, således at den på overfladen er omkring 6000 grader.
Det giver god mening, at det bliver gradvis koldere, jo længere man bevæger sig væk fra energikilden.
Men på den anden side af Solens overflade, i Solens atmosfære, begynder der at ske mærkelige ting. Ting, som nye observationer fra henholdsvis en japansk og en ny amerikansk satellit nu har kastet lidt lys over.
Solens atmosfære kun synlig under solformørkelse
Solens atmosfære består af en kromosfære og en korona. Kromosfæren er et relativt tyndt lag rundt om Solen, sølle 2000 km tykt. Den mest karakteristiske ting ved Solens kromosfære er, at temperaturen ændrer sig fra omkring 4000 grader i bunden af kromosfæren til over 20.000 grader i toppen.
På den anden side af kromosfæren finder vi Solens korona. Her kan temperaturen nå op på flere millioner grader. Til daglig er det meget svært at se både Solens kromosfære og korona, men under en solformørkelse, hvor selve Solen formørkes, træder de meget tydeligt frem.
Man fryser i Solens atmosfære
Begrebet temperatur kommer dog på prøve, når vi snakker om Solens korona. Selv om temperaturen i koronaen er flere millioner grader, så ville en astronaut i en rumdragt, der beskyttede hende for den direkte stråling fra Solen, faktisk meget hurtigt fryse ihjel i Solens korona.
Grunden til dette er, at der er meget få partikler i koronaen, og trykket er derfor meget lavt. Faktisk er koronaen et meget bedre vakuum end dét, vi kan skabe på laboratorier her på Jorden, og det gør, at der i koronaen ikke er nogle partikler, der kan transportere varmen.
Selvom temperaturen er flere millioner grader, så ville astronauten altså ikke mærke det, da der ikke er ret mange partikler i koronaen, der kunne transportere partiklerne hen til hende.
Hvor kommer varmen fra
Selvom om man altså ville fryse i Solens flere millioner grader varme korona, så forstår vi dog ikke, hvorfor koronaen er så varm. Vi forstår ikke, hvor al energien til at opvarme koronaen kommer fra.
Hvis man regner på, hvor meget varme der kan transporteres fra selve Solen til koronaen via de almindelige måder vi kender, der kan transportere varme i Solen; stråling og konvektion, så finder man, at koronaen slet ikke skulle være så varm, som den er.
Problemet med, hvor koronaen får sin energi fra, har været kendt i over 50 år, men i disse år er der kommet rigtigt mange bud - nogle mere fantasifulde end andre. De to muligheder, som forskere dog er blevet ved med at kredse omkring, er, at energien fra Solen skulle transporteres til koronaen enten som magnetisk energi eller via akustiske bølger.
Både magnetfelter og akustiske bølger kan opbevare energi, og hvis man derfor er i stand til at flytte et magnetfelt eller en akustisk bølge fra selve Solen til koronaen, så kan man transportere energi til koronaen og dermed opvarme den.
Der har dog langt fra hersket enighed om, hvor meget energi man kunne transportere fra selve Solen til koronaen ved hjælp af magnetfelter og akustiske bølger, og specielt om det ville være nok til at opvarme koronaen til flere millioner grader.
Koronaen opvarmes med flamme-spidser
I fredags publicerede en række meget anerkendte forskere en artikel i Science, hvor de foreslog, at koronaen opvarmes, ikke ved hjælp af magnetfelter eller akustiske bølger, men ved hjælp af såkaldte flamme-spidser (på engelsk: spicula).
Flamme-spidser er flammelignende gasstrukturer på Solens overflade, der kan ses med et almindeligt solteleskop rundt langs kanten af Solen. Måden hvorpå flamme-spidserne transporterer energi fra selve Solen til koronaen på, er også meget simpel:
Flamme-spidserne kaster varm gas ud i koronaen. Noget af denne gas bliver til sol-vind, mens andet afkøles og falder tilbage på Solen. På den måde opvarmes koronaen.
Type-II flammespidser
Flamme-spidser har været kendt i flere hundrede år, men undersøgelser har dog vist, at disse almindelige flamme-spidser ikke nåede langt nok ud i Solens atmosfære til at kunne skabe nogen nævneværdig opvarmning af koronaen.
For et par år siden opdagede man dog en ny slags hurtigere flamme-spidser (som man kaldte Type-II flamme-spidser). De lever kun i kort tid og er derfor svære at observere med almindelige solteleskoper. Til gengæld tyder den nye analyse på, at de trænger længere ud i Solens atmosfære, og derfor faktisk godt kan opvarme koronaen.
Forskerne har studeret observationer af 2434 type-II flamme-spidser fra den nye amerikanske SDO (Solar Dynamics Observatory)-satellit og den lidt ældre japanske Hinode-satellit og fundet frem til, at de indeholder nok energi til at kunne opvarme koronaen til flere millioner grader.
Hvordan opstår flamme-spidser?
Dermed synes alt at være opklaret - og dog. Der vil stadig gå noget tid inden alle, eller bare de fleste, er overbevist om, at flamme-spidser virkelig kan opvarme koronaen til flere millioner grader.
Når og hvis dette blive gjort, vil et andet spørgsmål åbne sig: Hvordan skabes disse flamme-spidser? Mit bud (og i øvrigt også forfatternes bud) vil være, at vi igen skal have fat i magnetfelter og akustiske bølger.
Med andre ord er historien om flamme-spidserne måske mere et ekstra led, der skal ind i forklaringen af opvarmningen af koronaen, end en egentlig forklaring i sig selv.
Log ind eller opret konto for at skrive kommentarer
Seneste blogindlæg
-
Derfor skinner Solen under en solformørkelse
Al Solens energi bliver skabt i Solens centrum, når to brintatomer smelter sammen til ét heliumatom. Da al Solens energi... -
Vil solen give os endnu en isvinter?
Jeg har tidligere beskrevet muligheden for, at den kolde vinter vi oplevede sidste år skyldes den lave solaktivitet. Siden er der l... -
Andre stjerner end Solen kan have en dynamo
På denne blog har begrebet 'dynamo' være synonym med Solens dynamo, der er den bagvedliggende mekanisme for Solens... -
Kan planeter nedbryde litium?
I mange år forstod vi astronomer ikke, hvorfor der fandtes meget mere litium i meteoritter fra solsystemets opstående end p...
Christoffer Karoff
Mest læste blogs
Blogs - Seneste kommentarer
Den udadrettede kraft i en supernova
Alle supernovaer er ikke ens. En type I supernova er en, som mangler de brede absorptionslinier eller emmisionslinier, der svarer til brint. Hvis en supernova har brintlinier, enten som absorptionslinier eller emmisionslinier, bliver den klassificeret som type II. Afvigende særpræg er dog blevet fundet, men astronomerne har et tilstrækkeligt antal observationer til at kunne sige med en vis troværdighed, hvilke typer stjerner, der eksploderer og hvornår det er en type I eller en type II. Type I er bemærkelsesværdige ensartede, og det er nemt at genkende dem, uanset hvor i Universet, de findes. Type I supernovaer optræder i dobbeltstjernesystemer, som indeholder to stjerner med forskellige masser, og som indledte deres tilværelse i tæt kredsløb om hinanden. Den tungeste af de to forbrænder brint hurtigst, og når dette er opbrugt, svulmer stjernen op til en rød kæmpe og begynder at forbrænde tungere grundstoffer i sin kerne. Herefter afkastes de yderste lag, og stjernen er blevet til en hvid dværg.Den hvide dværgs nabo tiltrækker en del af det udkastede gas, hvilket får den til at vokse og blive mere massiv. Dette betyder igen, at dens temperatur stiger, og at dens forbrændingshastighed ligeledes forøges. Det medfører, at denne stjerne nu også svulmer op til en rød kæmpe. Den svulmer faktisk så meget op, at dens ydre atmosfære strækker sig hele vejen til den hvide dværg, der indfanger en del af gassen. Hvis tilførslen af gas til den hvide dværg foregår med en passende lav hastighed, deponeres det frem for at forbrænde, og den hvide dværgs masse vokser. En hvid dværgs masse kan ikke overstige en vis kritisk værdi. Såfremt denne værdi nås, eksploderer dens kulstofkerne og ødelægger fuldstændig stjernen. Som følge af eksplosionen bliver den tilbageværende røde kæmpe slynget væk.På grund af eksplosionen ved den kritiske masse er alle type Ia supernovaer stort set nøjagtig ens, og de kan derfor benyttes som vigtige normallys til afstandsbestemmelse i det fjerneste Univers. Det var studiet af sådanne eksplosioner, der afslørede, at Universets udvidelseshastighed accelererer. En type II begynder sin tilværelse som en stjerne på mere end 8 solmasser. Når en sådan stjerne temmelig hurtigt har forbrugt sit brintlager, går den over til forbrænding af tungere grundstoffer, indtil den ender med at have en jernkerne omgivet af silicium, ilt, kul og helium, der alle ligger som skaller omkring kernen.Fusion af jern kræver imidlertid mere energi, end der skabes, så fusionen stopper ved jern. Stjernens kerne kollapser derfor, og ved en tæthed, der overstiger en atomkernes, sker der en rekylvirkning, så det stivnede centrum af jernkernen ekspanderer udad mod den fortsat kollapsende øvrige del af stjernen. Herved skabes en voldsom chokbølge, som får hele stjernen til at eksplodere.
Temperatur og varme
Tak til Kim Kaos for interessant inlæg om høje temperaturer i universet. Jeg har undret mig over, hvorvidt meget kompakte legemer overhovedet har en temperatur eller kan udsende varme. Varme, forstået som elektromagnetisk stråling i det infrarøde spektrum, forudsætter vel, at der er elektroner, og de er jo for længst blæst væk i disse kompakte legemer.
Tilbage må være en temperatur, forstået som en høj kinetisk energi mellem partikler, en temperatur, som kun ville kunne måles ved at stikke et termometer ned i den glødende masse? Jeg tænker på om et legeme kan være så kompakt at de enkelte partikler er helt fastlåste, og der derfor ikke er nogen temperatur. Jeg har dog ikke kunnet finde det mindste som kunne understøtte en sådan tanke. Tværtimod omtales neutronstjerner altid som meget varme legemer. Derfor må jeg forestille mig at neutronerne beholder deres kinetiske energi efter en supernova -hændelse.
En anden kilde til undren hos mig er spørgsmålet om den udadrettede kraft i en supernova. Hændelsn skyldes jo et kollaps som følge af at fussionerne, og dermed også det udadrettede strålingstryk, ophører.
Mvh Bjørn Rasmussen, Samsø
Høj og lav
Den laveste temperatur på nogle få grader over det absolutte 0-punkt findes i langt størstedelen af Universet, medens den højeste - som Kim Kaos påpeger - er langt mere udefinerbar og kun forekommer få steder, og derfor er af mere eller mindre teoretisk interesse.Hvis vi laver en skala med den laveste temperatur i den ene ende og den højeste i den anden ende, er det tankevækkende, hvor tæt vi mennesker lever på den kolde ende af skalaen.Jordens globale gennemsnitstemperatur ligger på ca. 15°C. Uden den naturlige drivhuseffekt ville temperaturen ligge på omkring ÷18°C, og Jorden ville være ubeboelig for langt størstedelen af de levende organismer ... så tak for drivhuseffekten. Den højeste temperatur, der hidtil er målt på Jorden, var 57,8°C, som blev målt i Al Azizyah i Libyen den 13. september 1922, medens den laveste på ÷89,2°C blev målt på en meteorologisk station på Antarktis den 23. juli 1983. NASA har netop ud fra målinger fra 1000 meteorologiske stationer verden over og ud fra satellitobservationer af havoverfladens temperatur beregnet, at 2010 er det hidtil varmeste år, siden man begyndte at måle temperaturer. Det drejer sig ganske vist kun om 0,01° grad mere end seneste rekordår i 2005.På samme måde er det tankevækkende, at det elektromagnetiske spektrum strækker sig lige fra de kortbølgede, energirige gammastråler med bølgelængder på 0,01 nm til de meget langbølgede radiobølger på flere kilometer, men at vi mennesker kun kan sanse det lille bitte område, der udgøres af synligt lys fra ca. 380 nm til ca. 740 nm samt føle lidt af den infrarøde varmestråling.William Herschel spekulerede i slutningen af 1700-tallet over, om solpletterne skulle være en slags oaser, hvor der levede mennesker. Vi andre kan spekulere over, om der kun kan findes liv i det temperaturinterval på 0°-100°, hvor flydende vand kan findes (lidt afhængigt af lufttrykket)… og indtil videre er det astrobiologernes bedste bud, så det er kun bestemte steder mellem de kolde og varme områder, at Universet kan tilbyde asyl.
Tak Karsten
Tak Karsten - jeg havde drønet linket væk jeg havde sakset fra.
SV:Startours - ned til varmen
http://www.answerbag.com/q_view/425333
Startours - ned til varmen
Big Bang var uden tvivl det varmeste sted og så tiden lige efter – men det var i gamle dage;)
Forsøger man at bestemme den højeste temperatur i universet i dag så er det lidt mere vanskeligt – flere forsøg har både været forvirrende og selvmodsigende – så er det lidt nemmere at finde de koldeste steder i det interstellare og intergalaktiske rum som f.eks. Boomerang Nebulaen som roder rundt på ca. -272C/1K.
BB har uden tvivl all-time rekorden med en temperatur på 10 ^ 32 Kelvin (1 efterfulgt af 32 nuller) – tager man strengeteorien med i sine overvejelser skulle sådan en vibrerende streng ligge og rode på 10 ^ 30 Kelvin.
Normalt når man tænker på varme forbinder man det med f.eks. en ørken eller en varmt bad – men varme er bare et mål for hvor hurtigt molekylerne bevæger sig – mere fart og flere sammenstød giver mere varme – men den betyder først rigtigt nogen når vi blander massefylden ind i billede.
40C varmt vand føles og opleves varmere end ditto luft eftersom vand har en langt højere varmekapacitet end luft og derfor føles det mere intenst at blive dyppet i varmt vand end i at gå ud i solen.
Vi bliver f.eks. også ramt af kosmiske partikler og hvis man tager den molekylære bevægelse i betragtning er temperaturen på disse partikler ekstrem høj – ca. 10 ^ 15 eller mere – man regner med nogle Ultra High Energy kosmiske stråler på omkring 10 ^ 20 Kelvin og alligevel bliver der ikke brændt huller i os fordi der ikke er vægt bagved varmen ;)
Som skrevet før så vil det samme gælde i visse magnetfelter omkring f.eks. solen eller lign. hvor molekylerne bevæger sig hurtigt nok til at ryge over 1 mia. grader eller mere.
Så vidt jeg husker så rammer LHC omkring 10 ^ 17 Kelvin.
Men der er selvfølgelig steder hvor vi vil fordampe med det samme.
Når man leder efter varmekilder så bør man nok dele tingene op – de permanente og én gangs typen.
Enkelt begivenheder:
Gamma Ray Burst:
Der er flere objekter der kan forårsage et gammaglimt – kollision af to neutronstjerner som i et øjeblik ryger op på 350 mia. C/K – Dannelsen af et sort hul ryger den intense gammastråling op på flere hundrede mia. grader.
Jeg tror det var på NASAs hjemside at jeg læste at et udbrud fra vores egen galakses kerne skylde at den lige havde slugt en stjerne og de havde målt en temperatur på over 600 mia. grader.
Supernova:
Før den bliver til en supernova ryger kerne temperaturen på stjerne op på over 3 mia. grader og i selve dannelsesøjeblikket skulle vi ryge op i mellem 10 – 100 mia. grader.
For de permanente:
Singularitet:
Vi har en masse ideer om hvad et sort hul er – men vi ved ikke helt præcist hvad det er – en singularitet uden dimension eller måske en kugle af ultra-tæt pakket materiale og her findes muligvis nogle forbløffende høje temperaturer – vi ved dog at de er ultra effektive til at omsætte energi – langt bedre end stjerner.
Kernen af neutronstjerner og massive blå kæmper:
Kerne temperaturen i højt komprimerede neutronstjerner og nogle af de mest massive stjerner er langt over 1 mia. grader.
Muligvis er kvasarer nogle af de varmeste objekter med en temperatur på omkring 10 ^ 14 Kelvin over 100.000 mia. grader.
Så vil skal kikke på de elusive huller eller kvasarerne efter min mening for at finde de varme steder.
Hvor er det varmeste sted i univerest?
Til alle,
Jeg takker for diskussionen om temperatur og fusion.
De fik mig til at tænke på et andet spørgsmål, som jeg faktisk også tænkte på, da jeg skrev bloggen.
Hvor er det varmeste sted i univerest? – altså det sted med højest temperatur.
Jeg tænkte selv på lige over et sort hul eller indeni en stjerne under en supernova eksplosion, men I har sikkert nogle bedre bud?
Mvh.
Christoffer
SV:nedkølingstid?
Hej Steen,
Mange tak for dit spørgsmål og undskyld mit sene svar.
Jeg er ikke sikker der er et godt svar på dit spørgsmål.
Temperaturen i koronaen er ikke konstant og specielt det første stykke stiger den. Bremsstrahlung er derfor kun ansvarlig for en lille del af koronaens afkøling. Som jeg forstår det, så komme det største bidrag til afkøling fra solvinden. På den måde er situationen forskellig fra, hvad (jeg forestiller mig) man ser i røntgen strålende galakse hobe.
Det forhindrer dog ikke folk i at lave overslag over, hvor meget energi der er brug for og her ser det ud til at flamme-spidserne rammer rigtig inden for en størrelses orden.
Mvh.
Christoffer
Hej Christoffer,
Hvor lang er kølingstiden i solens korona? Er den også givet ved Bremsstrahlung, som i en røntgen strålende galakse hob? Grunden til jeg spørger er, at da koronaen er flere milioner kilometer stor, så må den konstante korona temperatur stille visse krav til størrelsen og frekvensen af disse flamme-spidser, ikke?
Venligst,
Steen H.
fusionsprocesser i solen
På dette link bliver fusionsprocesserne i solen forklaret:http://www.natlex.dk/kerneenergi.htmlDet ses her at der dannes deuterium som siden fusionerer med hydrogen og danner helium -3, altså helium med kun 3 kernepartikler. Disse fusionerer imidlertid med sig selv til helium -4 + 2 hydrogenatomer, som så kan begynde forfra...
MvhBjørn Rasmussen, Samsø
Fusion af hydrogen i solen
I artiklen står der at 2 brintatomer smelter sammen til et heliumatom. Det er selvfølgelig 4 brintatomer, der fusionerer, da heliumkernen jo har 2 protoner og 2 neutroner. Selve fusionsprocessen består vist af flere delprocesser, det husker jeg ikke lige på stedet...
MvhBjørn Rasmussen, Samsø
Brintpiller
Der arbejdes på sagen i Lawrence Livermore Laboratorierne – men til dato har de kun opnået ca. 3.3 mio. grader – Projektet har været forfulgt af uheld og dårlig ledelse.
Selv projektets formål er at en dag kunne skabe effektiv brug af fusionsenergi.
De høje temperaturer er opnået ved at bruge 192 lasere med ultraviolet lys og rette dem mod en cylinder (hohlraum) – den lille cylinder indeholder en brintpille og når laserne rammer cylindernes endeflader så begynder nogle guldatomerne i cylinderen at udsende røntgenstråling som trykker brintpillen sammen.
Læs mere:
http://ing.dk/artikel/105970-succes-i-verdens-stoerste-laser-giver-haab-om-fusionsenergi
http://ing.dk/artikel/107956-forsinkelse-af-kaempe-laser-truer-vedligeholdelse-af-kernevaaben
resonansfrekvenser og energi.
Som artiklen beskriver, så er 'massetætheden' minimal i koronaen, og det betyder, at trods høj 'temperatur', så medføre det ikke en større energitæthed.
Det er jo velkendt at man kan opvarme diminutive mængder af stof til ufattelig høje temperaturer.
Men et er temperatur, og et andet er energimængde.
Jeg kan ikke lige finde et link, men det foresvæver mig, at man har opnået 10 mio+ grader 'temperatur' vha lasere.
nedkølingstid?
Hej Christoffer,
Hvor lang er kølingstiden i solens korona? Er den også givet ved Bremsstrahlung, som i en røntgen strålende galakse hob? Grunden til jeg spørger er, at da koronaen er flere milioner kilometer stor, så må den konstante korona temperatur stille visse krav til størrelsen og frekvensen af disse flamme-spidser, ikke?
Venligst,
Steen H.