Auringon ytimessä syntynyt fotoni voi kestää jopa 170.000 vuotta työntäytyäkseen pintaan. Samasta fuusioreaktiosta samalla hetkellä syntynyt neutriino tekee saman matkan 2,3 sekunnissa. Tämä rako kertoo enemmän siitä, mikä Aurinko todella on – tiheä, pyörtevä reaktori, ei pelkästään pallo tulta – kuin melkein mikään muu fakta siitä.
Aurinko on Aurinkokuntamme keskustassa oleva tähti, oleellisesti kaikki valo, lämpö ja energia, jotka tekevät elämän Maalla mahdolliseksi. Se on tarpeeksi lähellä tutkittavaksi yksityiskohtaisesti ja tarpeeksi tavallinen, tähtiin nähden, opettaakseen meille miljardeja muista, joita emme koskaan käy.
Tämä tuttuuden ja oudouksien yhdistelmä tekee siitä arvoisen lähemmän katsomisen. Sen pinta on miljoonat asteet kylmempi kuin sen yläpuolella oleva ohut ilmakehä, sen muoto on lähempänä täydellistä palloa kuin mikään muu koskaan mitattu, ja avaruusalukset ovat vasta äskettäin onnistuneet lentämään sen ulkoisen reunan läpi ja selviytyneet raportoimaan.
Pallo Pyöreämpi Kuin Mikään Muu, Jonka Olemme Koskaan Mitanneet
Aurinko on valtava minkä tahansa ihmisen standardin mukaan – sen halkaisija on noin 1.391.400 km, noin 109 kertaa Maan halkaisija, mikä tekee siitä Aurinkokunnan suurimman ja massiivisimman objektin. Yksin se muodostaa noin 99,86% Aurinkokunnan kokonaismassasta; kaikki muu, Jupiterista pienimpään asteroidiin, on mitä jää. Asettaaksemme massavajeen ihmismittakaavaan, vaadittaisiin yli 330.000 Maata tasapainottamaan Aurinko vaa'assa, ja 1,3 miljoonaa Maata täyttämään sen tilavuus.
Huolimatta tästä massasta Aurinko on huomattavan lähellä täydellistä palloa. Satelliittimittaukset havaitsivat sen oblastiivisuuden – kuinka paljon se pullistuu päiväntasaajalla verrattuna napaihin tasaantumiseen – vain noin 8 miljonasosia. Tämä tekee siitä mitalla mitattuna luonnollisen objektin, joka on lähinnä täydellistä palloa koskaan havaittu. Objektille, joka koostuu kokonaan pyörteilevästä plasmasta ilman jäykkää pintaa muotonsa säilyttämiseksi, tämä tarkkuus on odottamaton; se tarkoittaa, että Auringon painovoima hallitsee sen sisäistä dynamiikkaa niin täysin, että jopa nopea pyöriminen tuskin vääristää sitä.
Pyörimisestä puhuen Aurinko ei kierity kuin kiinteä planeetta. Mitattuna taustoilla oleviin tähtiin, sen pyörimisjakso on noin 25,6 päivää päiväntasaajalla, mutta 33,5 päivää napoissa – ero, jota kutsutaan differentiaaliseksi pyörimiseksi, mahdollista vain siksi, että Aurinko on kaikkialla neste eikä jäykkä kappale.
Ydin tarpeeksi kuuma atomien sulattamiseen, pinta viileä vertailussa
Auringon keskustassa lämpötilat lähestyvät lähes 15,7 miljoonaa kelviiniä ja tiheydet nousevat 150 g/cm³ – noin 150 kertaa nestemäisen veden tiheys – olosuhteet tarpeeksi ääriä ydinpalamisen tukemiseen. Tämä palamikainen tekee Auringon loistavan, mutta se vapauttaa energiaa ei matkusta suoraan ulospäin. Se imeytyy ja lähestyy toistuvasti ympäröivään plasmaan, prosessi niin hidas, että yllä kuvattu fotonin viivästys jopa 170.000 vuodelle on suora seuraus siitä, kuinka täysin pakattu Auringon sisätila on.
Hallitseva fuusioperrosi on protoni-protoni ketju, mutta toissijainen polku CNO-sykli toimittaa tällä hetkellä noin 0,8% Auringon energiasta – pieni osa tänään, mutta sellainen, jonka tähtitieteilijät odottavat kasvavan kun Aurinko vanhenee ja kirkkaus miljardeja vuosia. Kun tästä palamisesta tuotettu energia lopulta saavuttaa pinnan, lämpötila on pudottunut valtavasti: Auringon pinta tai fotosfeeri sijaitsee vain noin 5800 K, pieni osa ytimen lämpötilasta.
Tämä jyrkkä lasku ytimestä pintaan asettaa seuraavan arvoituksen, koska pinnan yläpuolella oleva ilmakehä kääntää suuntauksen täysin.
Ilmakehä, Joka Tulee Kuumemmaksi, Mitä Kauemmaksi Menet
Heti 5800 K:n fotosfäarin yläpuolella istuu kruunu, Auringon ulkoilmakehä – ja se on dramaattisesti kuumempi, ei viileämpi. Kruunu keskimäärin 1.000.000 – 2.000.000 K, ja sen kuumimmat alueet saavuttavat 8.000.000 – 20.000.000 K. Ei ole vielä olemassa täydellistä teoriaa, joka selittäisi miksi kruunu on niin paljon kuumempi kuin pinta, jolla se istuu, vaikka magneettinen uudelleenyhdistäminen tunnetaan tarjoavan ainakin osan lämmöstä. Se pysyy yhtenä Auringon pysyvimmistä avoimista kysymyksistä.
.jpg){kind=link}
Kruunun tutkiminen läheltä tuli mahdolliseksi vasta äskettäin. Huhtikuussa 2021 NASAn Parker Solar Probe tuli ensimmäiseksi avaruusalukseksi, joka lensi sen läpi, ylittäen kruunun heliosentrisissä etäisyyksissä 16 – 20 aurinkoradiumista ja selviytyen olosuhteista, joihin mikään aiempi tehtävä ei ollut rakennettu kestämään. Tämän rajan saavuttaminen kesti yli kuusi vuosikymmenta avaruuslentämisen historiaa – muistutus siitä, kuinka vihamielinen ympäristö meidän omaan tähttemme välittömässä läheisyydessä on.
Kruunu ei ole rajoittunut Auringon lähelle. Virtaavat ulospäin, siitä tulee aurinkituuli, joka matkustaa koko Aurinkokunnan läpi, kunnes se osuu heliopausiin yli 50 au (7,5 miljardi km) Auringosta. Voyager 1 ylitti tämän rajan tähtien väliseen avaruuteen 25. elokuuta 2012, noin 122 au (18,3 miljardi km) etäisyydellä – todiste siitä, että Auringon vaikutus ulottuu paljon planeettojen yli ennen kuin se lopulta antaa periksi galaksin muulle osalle.
Tarpeeksi Kirkas Voittaa Jokaisen Muun Tähden Yhdessä
Maasta Auringolla on näennäinen suuruus -26,74, mikä tekee siitä ylivoimaisesti taivaan kirkkainta esinettä. Tämä luku tarkoittaa lähes 13 miljaardia kertaa kirkkaampi kuin Sirius, seuraavaksi kirkkain tähti, jonka näennäinen suuruus on -1,46. Rako on todella etäisyyskysymys, ei raakavoima: Aurinko on vain noin 93 miljoonaa mailia (150 miljoonaa kilometriä) maasta, kun taas jokainen muu tähti on biljoonien mailin päässä – tarpeeksi lähellä, että sen valo ylittää jokaisen muun yötalon pisteen yhdessä.
Auringonpilkut, Purskahdukset ja Näkyvyydet: Auringon Sää
Auringon pinta ei ole staattinen. Auringonpilkut – viileämpi, tummemmat laput joita aiheuttavat keskittyneet magneettiset kentät – omistaa ydinlämpötilat noin 3.000 – 4.500 K verrattuna ympäröivään fotosfeeri noin 5.780 K, ja ne vaihtelevat suuresti koossa, 16 km 160.000 km halkaisijalta. Niiden lukumäärä nousee ja laskee 11 vuoden aurinkojakson aikana, mikä tekee auringonpilkkulaskennoista yhden vanhimmista jatkuvasti seurattujen aurinkoaktiviteetin indikaattoreista.
Väkivaltaisempia ovat auringonpurkaukset, magneetisen energian äkilliset vapautukset, jotka luokitellaan röntgensäteilyn kirkkauden perusteella kirjaimellisella asteikolla. Vakavat X10-luokan purkaukset esiintyvät noin kahdeksan kertaa 11 vuoden jakson aikana, kun taas pienet M1-luokan purkaukset tapahtuvat noin 2.000 kertaa samalla ajanjaksolla – jyrkkä muistutus siitä, että Auringon äärimmäisimmät purskaukset ovat harvinaisia juuri siksi, että ne ovat äärimmäisiä. Purkaukset tunnistettiin ensimmäisen kerran vuonna 1859, kun tähtitieteilijät Richard Carrington ja Richard Hodgson havaitsivat itsenäisesti yhden projisoimalla Auringon kuvan kaukoputken läpi, vuosikymmeniä ennen kuin kukaan ymmärsi mitä Auringon magneettikenttä merkitsi.
Auringon näkyvyydet ovat rauhallisempia mutta visuaalisesti vaikuttavia: suhteellisen viileää plasmaa olevia silmukoita, jotka on kiinnitetty pintaan ja kaareutuneeksi kruunuun. Kuten kruunu itse, ne ovat normaalisti liian heikkoja nähdäksi Auringon loistoa vastaan ja näkyvät paljaalla silmällä vain kokonaisen auringonpimennyksen aikana. Suurin koskaan tallennettu näkyvyys ulottui yli 800.000 km – noin aurinkoradiumin pituinen – kaareutuneeksi tähdestä, joka galaksin mittakaavassa on melko tavallisen kokoiseksi.
Tähti Liikkeessä
Aurinko ja sen koko planeettajärjestelmä eivät seiso paikallaan. Aurinkokunta matkustaa Linnunradan läpi keskimääräisellä nopeudella 450.000 mailia tunnissa (720.000 km/h) – tarpeeksi nopeasti ylittääkseen mannermaiset Yhdysvallat alle 30 sekunnissa. Silti jopa tuolla nopeudella galaksin täydellinen kierros kestää noin 230 miljoonaa vuotta, jakso niin pitkä, että Aurinko on valmistunut vain noin 20 tällaisesta kierroksesta sen muodostumisen jälkeen. Mittakaava on suhteellinen: tähti, joka ylittää kaiken muun meidän taivaalla miljardi kertaa, on Linnunradan näkökulmasta vain valo hyvin hitaasti liikkuvalla karusellilla.