Zon

De zon is op de helft van haar leven. Ze schijnt al 5 miljard jaar en zal dat mogelijk nog 5 miljard jaar blijven doen

De zon is een brandende gasbol. De straling daarvan maakt leven op onze Aarde mogelijk. Het is ook de ster het dichtst bij de Aarde en is verder het helderste object aan de hemel. De zon staat in het midden van het zonnestelsel. De Aarde draait steeds in één jaar om de zon heen.

Plaats van de zon in het universum

De zon bevindt zich op ongeveer 27.000 lichtjaar van het centrum van ons melkwegstelsel, het sterrenstelsel waar de Aarde bij hoort, in de ongeveer 3.000 lichtjaar dikke galactische schijf en op 1 AE (ongeveer 150 miljoen kilometer) van de aarde. Het licht van de zon doet er ongeveer 8 minuten en 20 seconden over om de aarde te bereiken. De zon beweegt zich met een snelheid van ongeveer 220 km/sec in een baan rond het centrum van ons melkwegstelsel.

Om een beeld daarbij te krijgen: Als we het zonnestelsel zouden verkleinen zodat de zon 1 meter groot is, dan zou de aarde 9mm groot zijn en op 107 meter afstand van de zon staan.

Licht van de zon

In het centrum van de zon botsen atomen tegen elkaar, hierbij wordt waterstof omgezet in helium. Dit heet kernfusie.

Twee waterstof protonen botsen en dan ontstaat er waterstof met een neutron en een proton. Dat heet deuterium (deux is twee in het Frans, 2 deeltjes dus). Wanneer deuterium botst met een waterstof proton dan ontstaat helium 3. Hierbij komt een foton vrij (in plaatje Gamma ray).

Een gamma straal is eigenlijk een foton met heel veel energie. Het foton verliest al veel  energie voordat die het oppervlak van de zon bereikt. De fotonen reizen (met de snelheid van licht) door de ruimte naar de aarde. Hier kunnen wij dan licht zien

Kenmerken

Binnen het Melkwegstelsel is het een onopvallende, min of meer gemiddelde ster, daarentegen is de Zon wel groter dan 80% van alle sterren. Dit komt omdat de meeste sterren rode-dwerg sterren zijn, en die zijn kleiner dan onze Zon. Ze is met een gemiddelde diameter van zo'n 1.392.000 kilometer het grootste object in ons zonnestelsel en bevat 99,87% van de massa van ons volledige zonnestelsel. Aan het oppervlak van de zon is de temperatuur ongeveer 5500 graden (5800 Kelvin). Er zijn ook zonnevlekken en daar is het wat koeler. In de kern (het binnenste) van de zon is het juist veel heter, namelijk zo’n 15 miljoen graden Celsius, of 15,5 miljoen Kelvin.

Een lichtstraal door een prisma heen en verschillende kleuren eruit.

De zon bestaat zelf vooral uit waterstof, ongeveer 70%. De rest van de massa bestaat uit helium (25%) en overige deeltjes (5%). Onderzoekers kunnen zien welke stoffen de overige deeltjes zijn. Een zonnestraal bestaat namelijk uit verschillende kleuren. Wanneer een zonnestraal door een prisma gaat, zie je de kleuren. Een soort regenboog. Als deze kleuren naast elkaar zichtbaar zijn, zitten er allemaal zwarte streepjes tussen en in de kleuren. Als er wordt ingezoomd op de zwarte streepjes zijn dit een soort barcodes. Deze barcodes geven stoffen aan. Zo kunnen onderzoekers zien welke stoffen er nog meer in de zon zitten.

Sterren worden onderverdeeld in een aantal categorieën. Onze zon is dan een gele dwerg.

Levensloop van de zon

Ontstaan van de zon

De zon zou zo'n 4,6 miljard jaar geleden ontstaan zijn door het samentrekken van een uitgestrekte koude, gasvormige Oernevel. Dit gebeurde door de zwaartekracht die ontstond toen het middelste van de nevel dichter bij elkaar kwam. Het hele proces van samentrekking zal ongeveer 35 miljoen jaar hebben geduurd. Uiteindelijk werden de druk en temperatuur in het centrum van de gasbol zo hoog - miljoenen graden - dat daar kernreacties konden beginnen. De zon was geboren.

De zon als hoofdreeksster

Gedurende een periode van 12 miljard jaar krijgt de zon haar energie uit kernfusie. Door de hoge druk en temperatuur in de kern van de ster, kan de waterstof worden omgezet in helium (zogenoemde waterstofverbranding'). Bij dit proces komt energie vrij. Dit is de zon zoals wij die nu kennen en is ongeveer 4,6 miljard jaar oud en zal naar schatting nog zo’n 7 miljard jaar schijnen. De zon is in deze periode een stabiele hoofdreeksster. De energie die naar buiten straalt, is in evenwicht met de zwaartekracht die naar binnen toe werkt.

Vergaan van de zon

De levensloop van de zon

Over naar schatting 5 miljard jaar, raakt de waterstof in de zon op. Hierdoor is de uitwaartse energie minder en trekt de zwaartekracht de zon harder samen. Door de druk en de stijgende temperatuur wordt het nóg heter in de zon. Ook de helium begint nu te fuseren, in zwaardere elementen zoals koolstof. De energie naar buiten toe wordt nu enorm sterk! Dit zorgt ervoor dat de zon opzwelt en groter wordt en veel feller gaat schijnen. De zon heet nu een: Rode Reus. De zon raakt het evenwicht kwijt tussen de uitwaartse energiestroom en de naar binnen werkende zwaartekracht. De buitenste lagen van de zon worden weggeblazen. Wat nog over is van de zon wordt nu door de zwaartekracht samengeperst tot een kleine bol, ongeveer zo groot als de Aarde: een Witte Dwerg (min of meer de diepe kern van de zon die overblijft). Alle deeltjes zitten zo stevig op elkaar dat een theelepel van een Witte Dwerg wel miljoenen kilo’s weegt. Het proces van de huidige zon tot Witte Dwerg, duurt miljoenen jaren.

De Witte Dwerg Zon schijnt met de laatste hitte die ze nog heeft. Wanneer de Zon alle hitte is verloren (de Zon is dan 0 kelvin) wordt het een zwarte-dwerg (de restanten van een ster). De overgang van een Witte Dwerg tot een Zwarte Dwerg kan honderden miljarden jaren duren. Dat is ook de reden dat wetenschappers denken dat er op dit moment nog geen Zwarte Dwergen zijn in ons universum.

De eerder weggeblazen, buitenste lagen van zon vliegen door de ruimte als een nieuwe nevel. Uit deze nevel kunnen weer nieuwe sterren en zelfs planeten ontstaan, net zoals ons zonnestelsel bijna 5 miljard jaar geleden.

Gevolgen voor de aarde als de zon vergaat

Er zijn verschillende theorieën wat er met de aarde gaat gebeuren als de zon uitvalt. Hier worden er een aantal toegelicht.

Wanneer de zon uitvalt, wordt het helemaal donker op aarde. In de minuten daarna wordt het steeds kouder en na een half uur zal de temperatuur al met 1 à 2 °C gezakt zijn. Bij 1 dag geen zon is het overal op de wereld de temperatuur met 3 °C gedaald. Dit is vooral voor de planten heel erg. Planten hebben namelijk licht nodig voor de fotosynthese. Dit kunnen zij dan niet meer uitvoeren, de planten zullen sterven. Na ongeveer 1 week zal de aarde het vriespunt bereikt hebben, bijna alle gewassen zullen dood zijn. Bij ongeveer 1 jaar van het sterven van de zon, zal de aarde een pantser van ijs hebben. De gemiddelde temperatuur is ongeveer -73 °C en er is geen leven meer op aarde.

De meeste onderzoekers denken dat de zon nog zo'n 5 miljard jaar te leven heeft. Het sterfproces heeft grootte gevolgen voor andere planeten in ons zonnestelsel. De meeste planeten worden na de zon toegetrokken, naarmate hij aan het sterven is. Uiteindelijk worden de planeten door de zon opgegeten. Behalve kleine rotsachtige planeten. Deze planeten hebben grote kans dat zij van de zon worden weggeduwd als hij aan het sterven is. Voor de aarde is dat anders. De aarde heeft een gelaagde binnenkern, hierdoor is het veel complexer om dit te bereiken. Maar de kans is dat de aarde ook wordt weggeduwd.

Daarnaast kan de zon ook steeds groter worden tijdens het sterven. Hierdoor eet hij de planeten Mercurius en Venus op. Dit kan ook met de aarde gebeuren. Echter denken onderzoekers dat de aarde in een andere baan terecht gaan komen, waardoor wij niet worden opgeslokt. Of we dan nog op aarde kunnen leven weten onderzoekers nog niet.

Invloeden van de zon

De zon als energiebron

De zon levert energie voor iedereen

In de kern van de zon vindt dus kernfusie plaats, waarbij energie vrijkomt. Deze energie ervaren wij vooral in de vorm van licht en warmte. Deze energie is belangrijk voor enorm veel processen op aarde. De zon zorgt, samen met de atmosfeer, dat het warm genoeg is op Aarde. Planten gebruiken de zon bijvoorbeeld voor fotosynthese, om voeding te maken. Ook de waterkringloop gebeurt onder invloed van de zon.

Vandaag de dag probeert de mens om de energie van de zon zo goed mogelijk te benutten, als zonne-energie. Dit is een belangrijke optie voor duurzame energie

De zon als Godheid

Al sinds het verre verleden heeft de zon een invloed gehad op het leven van mensen. Zij merkte dat de zon zo belangrijk was, dat zij er goddelijke krachten aan toekenden. In veel oude culturen, zoals die van de Egyptenaren, de Grieken, de Romeinen en de Germanen, had ze zon een belangrijke positie als een Goddelijk wezen in verschillende mythen.

Ons zonnestelsel

De Aarde en alle andere planeten, waartoe zowel de aardse planeten als ook de gasreuzen behoren, draaien om de zon, in hun baan gehouden door de zwaartekracht. Wat grootte en massa betreft is de zon het dominerende lid; de massa is meer dan 330.000 aardmassa's, het volume meer dan 1,3 miljoen maal dat van de Aarde. De hele baan van de maan om de aarde zou zich wat afmeting betreft in het zonnelichaam kunnen bevinden.

Andere lichamen die om de zon draaien zijn onder andere planetoïden, meteoroïden, kometen en stof.

De zon bekijken

Telescoop sterrenwacht hellendoorn

Als je de zon wilt bekijken bij een zonsverduistering of in andere situaties mag je dat nooit met het blote oog doen. Al na een paar seconden zal er beschadiging van je oog optreden en als je pech hebt, zal die er de rest van je leven zijn. Gebruik een lasbril of een speciaal daarvoor gemaakte bril. Andere donkere materialen zoals zwarte dia of fotofilm kunnen nog steeds veel schadelijk infrarood en ultraviolet licht doorlaten.

Het spreekt voor zich dat je bij gebruik van een verrekijker of telescoop nog veel voorzichtiger moet zijn. Als een brandglas een stukje papier in een paar seconden kan laten verkolen, kan dat ook met je ogen gebeuren. De veiligste manier van waarnemen met een telescoop is het zonsbeeld op een stuk wit papier te projecteren, en op die manier indirect de zon te bekijken.

De zon kan je bekijken met een Lunt telescoop, deze kan je bekijken bij de sterrenwacht. Met de Lunt telescoop kan je de oppervlakte van de zon bekijken en kan je de kleurencodes van de zon zien.

Externe Links

• Het oudste werkende planetarium ter wereld
• Kom alles te weten over de planeten
• Kan de aarde overleven als de zon vergaat

Bronnen

Astronomy Scope. (2019, augustus 28). Will The Sun Become A White Dwarf? [What Is The Suns Fate?]. Opgehaald van Astronomy Scope: https://www.astronomyscope.com/will-the-sun-become-a-white-dwarf/

Death of the sun: Scientists think the start will erupt into a planetary nebula. What happens when the sun dies. Express (2018). Opgehaald van https://www.express.co.uk/news/science/957826/Sun-dies-what-happens-star-death-planetary-nebula-white-dwarf

Eicher, D. J. (2019, juli 1). What Will Happen to the Sun? Opgehaald van Astronomy.com: https://astronomy.com/magazine/greatest-mysteries/2019/07/42-what-will-happen-to-the-sun

Fish, T. (2020, februari 12). Earth exodus: Plan to alter Earth’s orbit to escape being eaten by dying Sun. Opgehaald van Express: https://www.express.co.uk/news/science/1138008/earth-orbit-change-dying-sun-asteroid-mining-solar-sail-space-news

Kraaijvanger, C. (2013, september 19). De Aarde is nog zeker 1,75 miljard jaar bewoonbaar. Opgehaald van Scientias.nl: https://www.scientias.nl/aarde-nog-zeker-175-miljard-jaar-bewoonbaar/

Kraaijvanger, C. (2013, juni 29). Wat als...De zon sterft? Opgehaald van Scientias.nl: https://www.scientias.nl/wat-als-de-zon-sterft/

Kraaijvanger, C. (2016, januari 1). Kunnen we de aarde verplaatsen als de zon sterft? Opgehaald van Scientias.nl: https://www.scientias.nl/kunnen-we-de-aarde-verplaatsen-als-de-zon-sterft/

Kraaijvanger, T. (2013, mei 21). Hoe ziet onze zon er in de toekomst uit? Opgehaald van Scientias.nl: https://www.scientias.nl/hoe-ziet-onze-zon-er-in-de-toekomst-uit/

Macfarlane, S., Druyan, A., Braga, B., Cannold, M. (Producenten), & Braga, B. (Regisseur). (2014). Cosmos: A Spacetime Odyssey [Film].

O'Neill, Ian. (2009, mei 19). Opgehaald van Universe Today: https://www.universetoday.com/25669/the-sun-as-a-white-dwarf-star/

van Rooyen, L. (2011, januari 7). Hoe de zonneatmosfeer zo heet komt. Opgehaald van Nemo Kennislink: https://www.nemokennislink.nl/publicaties/hoe-de-zonneatmosfeer-zo-heet-komt/

Wijers, R. (2013, december 17). Hoe kun je vanaf de aarde zien waar sterren van gemaakt zijn? Opgehaald van https://youtu.be/bEnkW6MQjG0

Wijers, R. (2013, december 17). Waarom worden we gefrituurd en bevroren als de zon sterft? Nederland. Opgehaald van https://youtu.be/cU6VkRtvvvl

Williams, M. (2015, december 22). What is the Life Cycle Of The Sun? Opgehaald van Universe Today: https://www.universetoday.com/18847/life-of-the-sun/

Williams, M. (2016, mei 9). Will Earth Survive When the Sun Becomes a Red Giant? Opgehaald van Universe Today: https://www.universetoday.com/12648/will-earth-survive-when-the-sun-becomes-a-red-giant/

Kraaijvanger, C. (2017, 7 november). Wat als…de zon sterft? Scientias.nl. https://www.scientias.nl/wat-als-de-zon-sterft/

Kraaijvanger, C. (2018, 21 november). Tweelingbroertje van de zon gevonden. Scientias.nl. https://www.scientias.nl/tweelingbroertje-van-de-zon-gevonden/

Lammerse, V. (2019, 20 mei). Kan de aarde overleven als de zon vergaat? Scientias.nl. https://www.scientias.nl/kan-de-aarde-overleven-als-de-zon-vergaat/

Rasch, E. (2020, 17 januari). Wat gebeurt er als de zon uitdooft? wibnet.nl. https://wibnet.nl/heelal/zonnestelsel/zon/wat-gebeurt-er-als-de-zon-uitdooft

Sonnenborgh museum & sterrenwacht. (2020, 22 oktober). Minnaert over de zon. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=V0q2NuK_ALk&feature=emb_title

Sonnenborghmuseum museum & sterrenwacht. (z.d.). Sonnenborghmuseum museum & sterrenwacht zien en doen. Geraadpleegd oktober 2020, van https://www.sonnenborgh.nl/zienendoen#:~:text=Met%20de%20Lunt%20kun%20je,er%20nog%20prima%20mee%20waarnemen.