Aurinko

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
The Sun by the Atmospheric Imaging Assembly of NASA's Solar Dynamics Observatory - 20100819.jpg
Ominaisuudet
Keskietäisyys Maasta 1,4960×108 km[1]
Näennäinen kirkkaus −26,8m
Absoluuttinen kirkkaus 4,8M
Fyysiset ominaisuudet
Spektriluokka G2V
Väri-indeksi B-V 0,65
Päiväntasaajan halkaisija 1 392 000 km
109 × Maa
Säde päiväntasaajalla 696 000 km
Pinta-ala 6,09×1012 km²
Tilavuus 1,41×1027 m³
Massa 1,9891×1030 kg
333 400 × Maa
Painovoiman aiheuttama putoamiskiihtyvyys pinnalla 274 m/s²
Mikroturbulenssi (pyörteisyys) 1,20 ± 0.05 km/s
Luminositeetti 3,846×1026 W[2]
Kierto ja pyöriminen
Pyörähdysaika
 · päiväntasaaja
 · 30. leveysaste
 · 60. leveysaste
 · 75. leveysaste

27 vrk 6 h 36 min
28 vrk 4 h 48 min
30 vrk 19 h 12 min
31 vrk 19 h 12 min
Kiertoaika Linnunradan
keskustan ympäri
226 000 000 v
Fotosfäärin koostumus
Vety
Helium
Happi
Hiili
Rauta
Neon
Typpi
Pii
Magnesium
Rikki
73,46 %
24,85 %
0,77 %
0,29 %
0,16 %
0,12 %
0,09 %
0,07 %
0,05 %
0,04 %

Aurinko (symboli: ☉) on tähti, jota Maa kiertää. Auringon ympärille syntyneet planeetat ja muut kappaleet muodostavat aurinkokunnan. Aurinko on tyypillinen tähti, jolla ei ilmeisesti ole mitään poikkeuksellisia ominaisuuksia.[3] Auringon perinteisiä suomalaisia nimiä ovat myös Päivä, Päivyt ja Päivänkehrä.[4] Isolla alkukirjaimella kirjoitettu Aurinko on erisnimi omalle tähdellemme lähinnä tähtitieteessä; jokapäiväisessä kielenkäytössä aurinko kirjoitetaan pienellä. Aurinko kiertää muiden Linnunrataan kuuluvien tähtien tavoin sen keskipistettä.

Auringon elinkaari[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aurinko muodostui vajaa viisi miljardia vuotta sitten, ja noin viiden miljardin vuoden kuluttua sen energiavarat loppuvat.[5] Energian tuoton lämpötila kasvaa, mikä johtuu helposti fuusioituvan vedyn vähenemisestä. Aurinko alkaa nyt tuottaa yhä enemmän kokoon luhistumista estävää energiaa hiili- ja muilla fuusioilla. Korkeammalla lämpötilalla tapahtuva nopea energian tuotanto aiheuttaa ongelmia: lämpö ei ehdi siirtyä vakaasti ytimestä ulos ulkoavaruuteen (vrt. lämmön siirtymisen hitaus). Tämän seurauksena Auringon koko kasvaa, sillä se varastoi energiaa. Säteily samalla lisääntyy ja aikaansaa ennen pitkää maapallon lämpenemistä, tosin hitaasti. 900 miljoonan vuoden kuluttua Auringon ollessa 5,5 miljardin vuoden ikäinen arvioidaan maanpinnan keskilämpötilan ylittävän Maan nykymuotoiselle elämälle kriittisen 30 °C rajan.

Viiden miljardin vuoden kuluttua vety loppuu Auringon keskustasta, ja se alkaa hitaasti laajentua ja muuttua punaiseksi. Vähitellen Auringosta tulee punainen jättiläinen, joka nielaisee sisemmät planeetat Merkuriuksen ja Venuksen. Maapallo sulaa laavapalloksi, ja osa sen kivikehästä höyrystyy avaruuteen. Samalla Aurinko puhaltaa uloimmat kerroksensa planetaariseksi sumuksi, jolloin keskustassa oleva tiivis ydin paljastuu ja muuttuu myöhemmin valkoiseksi kääpiöksi. Jäljelle jäänyt Auringon ydin jäähtyy lopulta valkoisesta kääpiöstä mustaksi kääpiöksi.[6]

Auringon ominaisuuksia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Auringon massaa, sädettä ja valovoimaa käytetään yleisesti yksikkönä muiden tähtien säteitä, massoja ja valovoimia käsiteltäessä.

Aurinkoa on pidetty aikaisemmin pienenä ja suhteellisen mitättömänä tähtenä. Nykyään tiedetään Auringon olevan kirkkaampi kuin 85 % Linnunradan tähdistä, toisaalta suurin osa tähdistä on himmeitä punaisia kääpiöitä. Aurinko näkyisi paljain silmin suunnilleen 50 valovuoden etäisyydelle.[8]

Hinode -teleskoopin ottama kuva auringon pinnasta.

Auringon aktiivisuus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Auringon pinta muuttuu koko ajan. Sen pinnan ilmiöistä tunnetuin on auringonpilkut. Muita pinnalla tapahtuvia ilmiöitä ovat flaret eli roihupurkaukset, protuberanssit, granulat ja niin kutsutut auringonjäristykset, joita muun muassa ESA:n SOHO-avaruusluotain havaitsi. Aurinko myös virittää Maan lähiavaruuteen niin kutsutun avaruussään. Auringon aktiivisuuden huippukausina esiintyy niin kutsuttuja aurinkomyrskyjä, jotka näkyvät Maassa muun muassa voimakkaina ja laaja-alaisina revontulina ja esimerkiksi Kanadan ja Yhdysvaltain itärannikon pitkien sähkön siirtolinjojen jakeluhäiriöinä.[9] Auringon on raportoitu olleen vuonna 2009 himmeimmillään noin sadan vuoden aikana.[10]

Rakenne[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kuva Auringon rakenteesta.

Auringossa vallitsee niin korkea lämpötila, että aineet eivät esiinny kiinteässä, nestemäisessä tai kaasumaisessa olomuodossa, vaan kaikki aine on niin sanotussa neljännessä olomuodossa, plasmana.[11]

Aurinko saa säteilemänsä energian siten, että vety muuttuu heliumiksi Auringon ytimessä tapahtuvassa fuusioreaktiossa. Tämä energia siirtyy, ensin lyhytaaltoisena röntgensäteilynä ja edelleen pidempiaaltoisempana röntgensäteilynä ja lopuksi konvektiovirtauksena (lämpösiirtymisenä) Auringon pinnalle.[12]

Ydin[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ydin on Auringon sisin osa, jossa Auringon energian tuottavat fuusioreaktiot tapahtuvat. Sen läpimitta on noin 350 000 kilometriä, siis noin neljännes Auringon koko läpimitasta. Ytimen tiheys on korkeimmillaan 150000 kg/m3 eli noin 150 kertaa veden tiheys. Paine on 225 miljardia ilmakehää.[12] Lämpötila on noin 13 600 000 kelviniä, eli se on huomattavasti lämpimämpi kuin Auringon pinta, jossa lämpötila on 5 800 kelviniä. SOHO-luotaimen mittaustulokset viittaavat ytimen pyörivän pintaa nopeammin.[13]

Lukuun ottamatta Auringon eliniän loppuvaiheita miltei kaikki Auringon energia syntyy ytimen fuusioreaktioissa, joissa vety-ytimet eli protonit yhdistyvät heliumytimiksi vapauttaen suuria määriä energiaa. Joka sekunti noin 600 miljoonaa tonnia vetyä fuusioituu 596 miljoonaksi tonniksi heliumia. Suhteellisuusteorian mukaisesti sekunnissa noin 4 miljoonaa tonnia materiaa muuttuu energiaksi.[12] Auringon teho on noin 383 jottawattia, mikä vastaa noin sadan miljardin megatonnin tehoisen vetypommin räjähdystä joka sekunti. Silti ytimen suunnattomien mittasuhteiden johdosta tehotiheys on vain noin 0,272 wattia kuutiometriltä, vähemmän kuin yhden kynttilän teho.

Syntyneen energian täytyy kulkeutua Auringon ylempien kerrosten halki ennen vapautumista auringonvalona tai aurinkotuulen mukana. Arviot energian kulkeutumisajasta pintaan vaihtelevat 10 000 vuodesta 170 000 vuoteen.[14]

Säteilyvyöhyke[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Auringon ydintä ympäröi säteilyvyöhyke, jossa ydinreaktioita ei enää tapahdu. Sen halki ytimestä tuleva energia siirtyy pinnalle absorboitumalla ja emittoitumalla nousten säteilyvyöhykkeen pintaa kohden, joka on noin 0,7 Auringon säteen[15] kohdalla. Energian siirtyminen on hidasta, ja ytimestä pintaan siirtyminen kestää kymmeniä miljoonia vuosia.[12]

Konvektiovyöhyke[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Konvektiovyöhykkeessä energia siirtyy pääosin aineen konvektiovirtauksena pinnalle. Vyöhykkeen aine virtaa kohti Auringon pintaa. Pinnalla aine jäähtyy ja muuttuu täten tiheämmäksi ja vajoaa takaisin kohti Auringon ydintä.[12]

Auringon pinta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Auringon pintakerroksista, fotosfääristä, energiaa säteilee valonnopeudella ympäröivään avaruuteen sähkömagneettisen säteilyn kaikilla aallonpituuksilla, pääasiassa näkyvänä valona ja infrapunasäteilynä, jonkin verran myös ultraviolettisäteilynä. Fotosfäärin keskimääräinen lämpötila on noin 5800 K. Fotosfääri näyttää rakeiselta; siinä on kirkkaampia ja hieman tummempia kohtia. Tämä johtuu syvemmältä tulevista konvektiovirtauksista. 100 kilometriä paksussa fotosfäärissä esiintyy myös auringonpilkkuja, joiden kohdalla lämpötila on huomattavasti alhaisempi.[16]

Kaasukehä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kaasukehä jakautuu suhteellisen ohueen, sisempään värikehään, eli kromosfääriin ja kauas ulottuvaan koronaan. Koko kaasukehä on sen verran harvaa, ettei se ole nähtävissä paljain silmin muulloin kuin auringonpimennyksien yhteydessä, jolloin kromosfääri näyttäytyy ohuena punaisena renkaana Auringon ympärillä. Kromosfäärin paksuus on noin 2 000 km ja sen lämpötila noin 100 000 kelviniä.[17][18]

Kaasukehän ulointa osaa kutsutaan koronaksi. Se muodostuu vielä harvemmasta, mutta hyvin kuumasta plasmasta, jonka lämpötila osittain on yli miljoona astetta, ja se ulottuu monen Auringon säteen verran siitä ulospäin. Etenkin sen ollessa aktiivisimmillaan auringon magneettiset myrskyt irrottavat koronasta ainetta, joka sinkoutuu avaruuteen satojen kilometrien sekuntinopeudella. Varautuneiden hiukkasten törmätessä muutamaa päivää myöhemmin Maan magneettikenttään syntyy revontulia. Koronan plasmasta irtoavia varautuneita hiukkasia, pääasiassa elektroneja ja protoneja, liikkuu siitä poispäin avaruuteen jopa 900 km/s nopeudella. Tämä aurinkotuuleksi kutsuttu ilmiö ulottuu koko aurinkokunnan läpi. Sen hiukkasten ja magneettikentän vaikutuspiirissä olevaa avaruuden osaa sanotaan heliosfääriksi, jonka rajoilta, noin 50-100 AU:n etäisyydeltä olevasta heliopaussista katsotaan tähtienvälisen avaruuden alkavan.[17][18]

Auringonvalon terveysvaikutukset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Auringonvalo on Suomessa kesällä merkittävin D-vitamiinin lähde. Auringon UVB-säteily muuttaa ihon 7-dehydrokolesterolia D3-vitamiinin esiasteeksi. Ihmisen fysiologisen tarpeen ylittävä määrä kuitenkin hajoaa iholla auringonvalon vaikutuksesta, joten D-vitamiinin yliannostus auringosta ei ole mahdollinen. D-vitamiinisynteesin määrä on suurimmillaan päiväntasaajan lähellä, mutta Suomen leveysasteilla sitä tapahtuu vain kesäkuukausina ja silloinkin vain keskipäivän tienoilla.[19]

Auringonvalo vaikuttaa pimeähormoni melatoniinin eritykseen, joka on suurimmillaan öisin ja talvisin. Melatoniinilla on unettava vaikutus, joten auringonvalon puute päiväsaikaan voi aiheuttaa väsymystä ja häiritä uni-valverytmiä. Luonnollisen valon puute voi myös aiheuttaa kaamosmasennusta.[20]

Auringonvalo voi olla välttämätöntä lapsen silmän kehitykselle. Liian vähäinen auringonvalon saanti voi aiheuttaa likinäköisyyttä vähentämällä dopamiinin eritystä.[21] Australialaisen Sydneyn yliopiston tutkimusryhmän mukaan pienten lasten tulisi viettää vähintään 10 tuntia viikossa kirkkaassa auringonvalossa, jotta heidän silmämunansa kehittyisivät normaalinmuotoisiksi ja lapset välttyisivät erilaisilta näköongelmilta.[22]

Voimakas auringonvalo voi paksuntaa ja ryppyynnyttää ihoa ajan myötä.

Liian voimakkaalle ja pitkäaikaiselle auringonpaisteelle altistuminen voi polttaa ihon, mikä lisää melanooman riskiä.[23] Toisaalta joissain tutkimuksissa on havaittu, että melanoomasta selviävät todennäköisimmin ne potilaat, jotka ovat saaneet elämänsä aikana eniten auringonvaloa. Tämä viittaa siihen, että auringolla on myös syövältä suojaavaa vaikutusta.[24]

Auringolta suojautuminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Havaitseminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aurinkoa voidaan havaita kaukoputkella heijastamalla sen kuva kaukoputken taakse tai käyttämällä himmentävää suodatinta, joka on objektiivin edessä. Aurinkoa ei saa koskaan katsoa suoraan kiikarin tai kaukoputken läpi ilman aurinkosuodatinta, sillä se vahingoittaa näkökykyä. Jopa auringonpimennyksen yhteydessä auringon suora katsominen voi helposti vahingoittaa silmiä. Aurinkoa ei kannata katsoa myöskään aurinkolasien tai sellaisen tummentavan suojan läpi, jota ei ole tarkoitettu Auringon katsomiseen. Auringonpimennystä katsottaessa tulee käyttää tähän tarkoitettua himmennintä tai hitsaajan suojalaseja.

UV-säteilyltä suojautuminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Auringon voimakkaalle UV-säteilylle pitkäaikaisesti altistunut iho palaa, mikä lisää riskiä sairastua ihosyöpään. Palamisalttiutta kuvaamaan on kehitetty UV-indeksi. Myös ihon palamisherkkyys vaihtelee eri henkilöillä. Vaaleilla henkilöillä ihoa suojaavan pigmentin muodostuminen on heikompaa, jolloin on käytettävä korkeamman suojakertoimen omaavia aurinkovoiteita tai valoa läpäisemätöntä suojavaatetusta. Tämän vuoksi aurinkorasvan käyttö on tietyissä olosuhteissa melkein välttämätöntä ihosyövältä suojautumiseksi.

Auringon merkitys ihmiskunnalle[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Auringon fuusioreaktioiden energia on eri muodoissa ihmiskunnan huomattavin energianlähde. Merkittävistä energianlähteistä ainoastaan ydinvoima, geoterminen energia ja vuorovesivoima eivät ole peräisin Auringosta.

Aurinko on maapallon merkittävin energianlähde, joka kasveissa tapahtuvan yhteyttämisen kautta tuottaa melkein kaiken eliökunnan kuluttamasta energiasta. Myös ihmisten fyysinen käyttövoima on Auringosta lähtöisin, sillä kaikki ravinto alkaen kasvikunnasta päättyen ravintoketjun ylimpiin lenkkeihin edustaa varastoitunutta aurinkoenergiaa. Ydinvoimaa sekä geotermistä ja vuorovesienergiaa lukuun ottamatta kaikki ihmiskunnan kuluttama energia on peräisin Auringon fuusioreaktioista eri väylien kautta.

Aurinko on näyttävä ilmiö kaikkialla maapallolla ja se hallitsee muun muassa vuorokaudenaikojen vaihteluja. Siksi Auringolla on merkittävä asema eri kulttuureissa ja sitä palvotaan ja on palvottu jumalana muun muassa muinaisessa Egyptissä, Kreikassa, Roomassa, Etelä-Amerikassa sekä Japanissa.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Earth Fact Sheet NASA. Viitattu 4.9.2012. (englanniksi)
  2. a b http://www.tieteessatapahtuu.fi/983/kajantie.htm
  3. Aurinko Ursa.
  4. Kalevala, 49.runo
  5. Auringon ja tähtien elämänkaari Ursa: Kirkkonummen komeetta.
  6. Auringon elinkaari Särkänniemen planetaario.
  7. [1]
  8. http://www.atlasoftheuniverse.com/50lys.html
  9. Auringon aktiivisuuden vaikutus revontuliin Oulun yliopisto, tähtitiede.
  10. http://www.mtv3.fi/uutiset/ulkomaat.shtml/arkistot/ulkomaat/2009/04/863550
  11. Auringon koko ja etäisyys Särkänniemen elämyspuiston sivusto.
  12. a b c d e Auringon sisäosat Särkänniemen elämyspuiston sivusto.
  13. García, R.; et al. (2007). "Tracking solar gravity modes: the dynamics of the solar core". Science 316 (5831): 1591–1593. doi:10.1126/science.1140598. PMID 17478682. 
  14. NASA (2007). "Ancient Sunlight". Technology Through Time (50). Viitattu 2009-06-24. 
  15. http://www.astro.cf.ac.uk/observatory/solarobservatory/background/?page=interior
  16. Auringon pinta Särkänniemen elämyspuiston sivusto.
  17. a b Auringon kaasukehä - www.sarkanniemi.fi
  18. a b ESA - Space Science - A (ESA:n tähtitieteellinen sanasto: corona, heliosphere, solar wind) (englanniksi)
  19. Suomalaisilla pulaa D-vitamiinista kesälläkin, Yle.fi/ Uutiset
  20. Huttunen, Matti: Kaamosmasennus Lääkärikirja Duodecim. 1.9.2010. Terveyskirjasto. Viitattu 1.4.2012.
  21. BBC News: Massive rise in Asian eye damage Viitattu 5.5.2012.
  22. Eyes on the sun 21.5.2013. The University of Sydney. Viitattu 16.3.2014.
  23. Käypä Hoito -suositus: Ihomelanooma 21.11.2005. Suomalainen Lääkäriseura Duodecim. Viitattu 22.7.2007.
  24. Journal of the National Cancer Institute: Sun Exposure and Mortality From Melanoma Viitattu 2012-04-01.

Kirjallisuutta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Leon Golub ja Jay M. Pasachoff: Lähin tähtemme - tutkimuskohteena Aurinko. (Alkuteos: Nearest Star - The Surprising Science of Our Sun). Ursa, 2004. ISBN 952-5329-37-2.
  • Krauss, Lawrence M.: Atomi: Matka maailmankaikkeuden alusta elämän syntyyn ja siitä edelleen. (Alkuteos: Atom: An Odyssey from the Big Bang to Life on Earth...and Beyond, 2001). Suom. Juha Pietiläinen. Helsinki: Terra Cognita, 2002. ISBN 952-5202-51-8.

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Aurinko.