Kort svar
Solen är en gul dvärg stjärna av spektraltyp G2V som befinner sig i centrum av vårt solsystem. Dess diameter är 109 gånger jordens och 1,3 miljoner jordklot ryms inuti den. Solen är ca 4,6 miljarder år gammal och omvandlar varje sekund fyra miljoner ton materia till energi – vilket gör allt biologiskt liv på Jorden möjligt.
Grundfakta om solen i siffror
| Egenskap | Värde |
|---|---|
| Spektraltyp | G2V (gul dvärg) |
| Diameter | 1 392 000 km (109 × jordens) |
| Massa | 1,989 × 10³⁰ kg (333 000 × jordens) |
| Avstånd till Jorden | ~150 miljoner km (1 AU) |
| Ljustid Solen–Jorden | ~8 minuter (490–507 sekunder) |
| Yttemperatur (fotosfären) | ~5 500 °C |
| Kärntemperatur | 15 000 000 °C |
| Koronan | 1–5 000 000 °C |
| Ålder | ~4,6 miljarder år |
| Återstående livstid | ~5 miljarder år (som gul dvärg) |
| Rotationstid (ekvatorn) | 25,05 dygn |
| Rotationstid (polerna) | 34,4 dygn |
| Andel av solsystemets massa | ~99,86 % |
Hur stor är solen? Solens storlek i siffror
Solens diameter är 1 392 000 kilometer – jämfört med jordens 12 700 kilometer är det 109 gånger större. Sett till volym är solen drygt en miljon gånger större än Jorden.
Det konkreta exemplet: om solen vore ihålig och man packade in jordklot så tätt som möjligt ryms hela 1,3 miljoner jordklot inuti. Alternativt: tillplattade man jordkloten och lade dem sida vid sida skulle det krävas 11 990 stycken för att täcka hela solens yta.
Solens massa är 1,989 × 10³⁰ kilogram – ca 333 000 gånger jordens massa. Solen innehåller ungefär 99,86 procent av all materia i hela solsystemet. Jupiter, som är solsystemets mest massiva planet, utgör den absoluta merparten av resterande 0,14 procent. Jordens massa är en bråkdel av en bråkdel.
Den enorma massan ger solen dess starka gravitationskraft – det är solens gravitation som håller alla planeter, dvärgplaneter och kometer i sina omloppsbanor runt den. Solen är inte ensam om den egenskapen bland solliknande stjärnor: av de fler än 100 miljarder stjärnor som beräknas finnas i Vintergatan anses ca 7 procent vara “sollika” – och mer än hälften av dem kan ha jordlika planeter i beboeliga zoner (Rymdstyrelsen).
Solens sammansättning och uppbyggnad
Solen består till 73,46 procent av väte och 24,85 procent av helium. Dessa två grundämnen utgör 98,31 procent av solens totala massa. Resterande knappt 2 procent är syre, kol, järn, neon, kväve, kisel, magnesium och svavel.
Solen är ingen fast kropp utan en gasplanet utan fast yta, uppbyggd av sex distinkta lager inifrån och ut:
1. Kärnan – innersta hälften av solens massa. Temperaturen är 15 miljoner grader och trycket extremt. Här sker kärnfusion.
2. Strålningszonen – energirika fotoner rör sig gradvis utåt, men kolliderar ständigt med joniserad gas. Det tar uppskattningsvis 17 000–50 miljoner år för en foton att ta sig igenom strålningszonen.
3. Konvektionszonen – gas cirkulerar i stora celler, likt vätska i en kastrull. Energin transporteras uppåt på effektivare sätt.
4. Fotosfären – solens synliga yta, ca 5 500 °C. Det är härifrån det ljus vi ser på Jorden sänds ut. Solfläckar syns som mörka fläckar på fotosfären.
5. Kromosfären – ett tunt skikt utanför fotosfären, normalt osynligt men synligt som en rosaröd kant vid total solförmörkelse.
6. Koronan – solens yttersta atmosfärsskikt, paradoxalt nog 1–5 miljoner grader varmt – upp till tusen gånger hetare än den underliggande fotosfären. Orsaken till denna extrema värme är fortfarande ett aktivt forskningsproblem.
Hur varm är solen?
Solens temperatur varierar drastiskt beroende på vilken del man talar om.
Fotosfären – den “synliga ytan” – har en temperatur på ungefär 5 500 °C. Det låter varmt, men inte astronomiskt: en svetslåga kan nå 10 000 °C och järn smälter redan vid 1 500 °C. Vi människor kan alltså skapa högre temperaturer än de vid solens yta.
Kärntemperaturen är en annan historia: 15 miljoner grader Celsius. Där är trycket och temperaturen tillräckliga för kärnfusion – väteatomer pressas ihop med sådant våld att de smälter samman och bildar heliumkärnor och frigör energi. Det är samma grundläggande process som i ett kärnkraftverk, men utan fast bränsle och på en ofattbar skala.
Koronan, solens yttersta atmosfärsskikt, är 1–5 miljoner grader varmt. Att det yttersta lagret är varmare än ytan är kontraintuitivt och fortfarande ett olöst problem i astrofysiken. Forskare arbetar med teorier om magnetiska vågors energiöverföring, men inget svar är definitivt.
Hur gammal är solen? Solens ålder i miljoner och miljarder år
Solen bildades för ungefär 4,6 miljarder år sedan när ett enormt moln av gas och stoft i Vintergatan kollapsade under sin egen gravitation. I molnets centrum ackumulerades materia och temperaturen steg tills kärnfusionen tändes – en ny stjärna var född.
Med en ålder på 4,6 miljarder år är solen ungefär lika gammal som jordsystemet. Solen har ännu inte nått halva sin livslängd som aktivt lysande stjärna – den totala livslängden beräknas till minst 12 miljarder år.
I galaktisk kontext är solen en medelstor stjärna. Den lyser klarare än 85 procent av alla stjärnor i Vintergatan – de flesta stjärnorna är nämligen röda dvärgstjärnor, svagare och svalare. Bland riktigt stora stjärnor är solen däremot liten: HR 5171 A, en av de största kända stjärnorna, är ca 1 300 gånger större.
Solen rör sig dessutom: den färdas med en hastighet av ca 792 000 km/h runt Vintergatans centrum, 26 000 ljusår därifrån. Det tar ungefär 240 miljoner år att fullborda ett varv – under sin livstid har solen hunnit med 18–20 varv.
Hur solen ger oss energi – kärnfusion
Solens energikälla är kärnfusion. I kärnan, under 15 miljoner graders temperatur och enormt tryck, smälter fyra vätekärnor (protoner) samman till en heliumkärna. Processen kallas proton-protonkedjan. Under fusionen frigörs en liten mängd massa som energi.
Varje sekund omvandlas ca fyra miljoner ton av solens materia till energi. Effekten är 3,85 × 10²⁶ watt – mer energi per sekund än vad hela mänskligheten har förbrukat sedan vi uppkom. Naturhistoriska riksmuseet beskriver det: “Solen avger mer energi på en sekund än all energi vi människor har förbrukat under vår tid på jorden.”
Det ljus som alstras i kärnan tar lång tid att nå ytan – fotoner studsar runt i strålningszonen i uppskattningsvis 17 000–50 miljoner år. Men när ljuset väl lämnat fotosfären tar det bara 8 minuter och 20 sekunder att nå Jordens yta, 150 miljoner kilometer bort.
Solens energi kan även fångas direkt av oss – exempelvis via solceller som omvandlar solljus till elektricitet.
Solvinden, solfläckar och norrsken
Solen är ingen passiv ljuskälla. Den slungar ständigt ut materia i alla riktningar.
Solvinden är ett flöde av plasma – elektroner och protoner – som kastas ut från solen med en takt av ungefär en miljon ton per sekund. Solvinden fyller hela solsystemet och når ända ut till Voyager-sondernas position, långt bortom Pluto.
Solfläckar är mörka fläckar på fotosfären som orsakas av kraftfulla magnetstormar. De är kallare (ca 3 500 °C) än omgivande ytor och synliga med lämpliga instrument. Antalet solfläckar varierar i en ca elvaårig cykel, solfläckscykeln, kopplad till solens magnetfält.
Norrsken (polarsken) uppstår när solvinden når Jordens magnetfält. Magnetosfären avlänkar merparten av solvinden, men vid polerna leds laddade partiklar ner i atmosfären och skapar lysande skärmar av grönt, rött och lila ljus. Solens strålning i ultraviolett- och röntgenområdena påverkar dessutom plasmatätheten i jonosfären, förändrar sammansättningen i luften på hög höjd och ger drastiska effekter på radiovågor.
Koronamassutkastningar (solstormar) är kraftfulla explosioner av energi och plasma från koronan. Vid starka stormar kan Jordens magnetfält störas, vilket i sällsynta fall orsakar strömavbrott och störningar i radiosystem.
Solens påverkan på livet och Jorden
Utan solen: ingen fotosyntes, inget växtliv, inget djurliv. Det är solljuset och solens energi som är grunden för allt biologiskt liv på Jorden.
Fotosyntesen – processen där växter omvandlar solljus, koldioxid och vatten till socker och syre – är basen i nästan alla ekosystem. Direkt eller indirekt lever praktiskt taget allt liv på Jordens yta på solenergi.
Solens energi driver också jordens vädersystem och havsströmmar. Skillnaderna i solinstrålning mellan ekvatorn och polerna skapar de luftrörelser och havsströmmar som bestämmer klimat och väder.
Tidvattnet påverkas av solen. Månens gravitation är den dominerande faktorn, men solen bidrar avsevärt. När sol och måne drar åt samma håll uppstår “springflod” med extra kraftiga tidvatten; när de motverkar varandra kallas det “nipflod”.
Solens ultravioletta strålning producerar D-vitamin i huden – essentiellt för skelett och immunförsvar. Samma UV-strålning kan dock orsaka hudcancer vid överexponering, vilket visar hur finbalanserat förhållandet mellan solen och livet är.
Solens framtid – från röd jätte till vit dvärg
Solen har ungefär 5 miljarder år kvar som gul dvärg. Det som händer sedan är dramatiskt.
När väteförrådet i solens kärna är uttömt övergår fusionen från väte till helium. Heliumfusion frigör mer energi och ökar strålningstrycket – solen börjar svälla. Under en period av hundratals miljoner år expanderar solen till en röd jätte, ungefär 100 gånger större än i dag. Dess yttemperatur sjunker och den glöder rödorange.
Merkurius och Venus sväljs. Jordens öde är osäkert – den kanske precis undkommer, men det spelar ingen roll för biologiskt liv, som länge dessförinnan omöjliggjorts av den ökade strålningen.
Den röda jätten kastar sedan av sina yttre lager i ett skimrande skal av gas – en planetarisk nebulosa. Det som återstår i centrum är solens kärna: en vit dvärg ungefär jordstorlek men med oerhört hög densitet. Vit dvärg lyser länge av restenergi, men avger inget nytt ljus via fusion. Gradvis svalnar den under miljarder år till en mörk, kall kropp.
Solens livscykel liknar många stjärnors – men inte alla. Stjärnor betydligt större än solen slutar istället i en supernova-explosion.
Visste du det här om solen?
- Ljuset som når din hud tog bara drygt 8 minuter från solens yta, men fotonerna hade dessförinnan trängt sig fram genom strålningszonen i uppemot 50 miljoner år.
- Planeterna kretsar runt solen enbart tack vare dess enorma gravitation, som håller kvar allt från Merkurius till de yttersta dvärgplaneterna i sina banor.
- Om solen expanderar till en röd jätte om ungefär 5 miljarder år slukas Merkurius och Venus av dess yttre lager.
Utforskning av solen
Solen är en av de mest studerade himlakropparna. Rymdsonder har revolutionerat vår förståelse.
Solar Orbiter – ett samarbete mellan ESA och NASA, uppskjuten 2020 – studerar solens atmosfär på nära håll. Stora delar av framdrivningssystemet, värmeskölden och ombordsdatorn är svenska konstruktioner, framtagna av svenska företag och vetenskapliga institutioner (Rymdstyrelsen).
Parker Solar Probe – NASA, uppskjuten 2018 – är den rymdfarkost som kommit närmast solen. Den flyger in i koronan och samlar data om solvindens ursprung och solens magnetfält.
Solens utforskning fortsätter: koronans mysterium (varför är den hetare än ytan?), solvindens exakta mekanism och förutsägelser om solstormar är aktiva forskningsfronter med direkt praktisk relevans. Starka solstormar kan hota moderna elkraftsystem och satelliter.
Vår förståelse av solen hjälper oss dessutom att förstå andra stjärnor och universum som helhet – inklusive hur, när och varför stjärnor föds, lever och dör.
