De Zon is vele malen groter dan de Aarde

De Zon is een gewone ster zoals er zo veel zijn in ons melkwegstelsel. Er is maar één uitzonderlijke eigenschap die de Zon van alle sterren onderscheidt: ze bevindt zich erg dicht bij de Aarde, namelijk op een afstand van 150 miljoen km (1 A.E.). De eerstvolgende ster staat 250.000 maal verder weg. Doordat de Zon veel dichter bij de Aarde staat dan andere sterren is de Zon zo helder. Net als de sterren is de Zon een enorme gasbol van voornamelijk waterstof en helium. De diameter van de Zon is 1.400.000 km en is daarmee 110 maal groter dan de Aarde.

Het ontstaan van de Zon

Overal in melkwegstelsels komen wolken van waterstof voor. Waterstof is het lichtste element dat we kennen. Door oorzaken van buitenaf, zoals bijvoorbeeld door drukgolven ontstaan door het exploderen van een ster die aan het einde van zijn bestaan is gekomen, kan zo'n wolk gaan samentrekken. Er vormt zich langzamerhand een kern waar steeds meer waterstofgas aan wordt toegevoerd. Door de toenemende druk zal de kern dichter worden samengeperst, maar daardoor zal het tegelijkertijd ook heter worden. De protoster (ster in wording) zal licht gaan uitstralen in het infrarood, dat op aarde praktisch niet waarneembaar is. De Nederlandse satelliet IRAS heeft de gehele sterrenhemel in het infrarood onderzocht en daarbij vele geboorteplaatsen van sterren gevonden.Door de zwaartekracht blijft de druk op de kern steeds toenemen, waardoor de temperatuur ook zal toenemen. Bij een druk van 100 miljard atmosfeer en een temperatuur van 16 miljoen graden wordt er een proces op gang gebracht dat kernfusie wordt genoemd: waterstof fuseert tot helium.

Bij dit proces wordt een gedeelte van de materie omgezet in energie (Einsteins E=mc²). Als dit proces op gang is gekomen zal de ster gaan stralen in het zichtbare licht. Per seconde zet de Zon 600 miljoen ton waterstof in helium en ze verliest hierbij 4 miljoen ton materie. De energie van de Zon zal over 5 miljard jaar zijn uitgeput.

Afhankelijk van de grootte van de wolk waaruit de ster is ontstaan voltrekt een dergelijk proces zich in een tijds bestek van honderden miljoenen jaren.

Zonsoppervlak

Het oppervlak van de Zon wordt gevormd door de fotosfeer. Dit is het heldere oppervlak wat we kunnen waarnemen. De temperatuur aan het oppervlak is 6.000 °C. Op het oppervlak zijn donkere vlekken te zien, soms wat meer, soms wat minder. Dit zijn zonnevlekken die veroorzaakt worden doordat opborrelende gassen afgeremd worden door sterke magneetvelden. De zonnevlekken zijn koeler dan het zonsoppervlak, namelijk 4.500 °C. Dit temperatuurverschil is de oorzaak van de donkere kleur van de zonnevlekken.

Het zonsoppervlak met zonnevlekken

De inwendige opbouw van de  Zon

Uit de verplaatsing van de zonnevlekken aan het oppervlak heeft men kunnen vaststellen dat de Zon om haar eigen as draait. Deze draaiing is niet overal op het zonsoppervlak hetzelfde. Aan de evenaar duurt dit ca. 25 dagen, en vlak bij de polen meer dan 33 dagen. De Zon draait dus blijkbaar niet als een vast lichaam. De materie is geheel gasvormig. Bij een sterke vergroting zijn aan het oppervlak ook kleine, heldere vlekken te zien. Dit is de granulatie van de zon. Deze wordt veroorzaakt doordat vanuit het inwendige van de zon hete "gasbellen" opstijgen tot het oppervlak. Dit is te vergelijken met een kokende pan waarin luchtbellen vanaf de bodem opstijgen.

Buiten de fotosfeer bevindt zich een gaslaag van ca. 10.000 kilometer, de chromosfeer. Deze laag is alleen tijdens een totale zonsverduistering te zien. De chromosfeer vormt het overgangsgebied tussen de 6.000 °C hete oppervlak, en de meer dan 1 miljoen °C hete corona. In de chromosfeer zijn vaak een soort uitstulpingen zichtbaar, die tot hoog in de corona kunnen reiken. Dit zijn de protuberansen, grote gaswolken die lange tijd zichtbaar blijven. De materie, die voornamelijk uit waterstof bestaat, wordt van de Zon omhoog geworpen, en valt later terug op het oppervlak.

Het buitenste deel van de Zon wordt gevormd door de corona. De corona is zeer ijl en bestaat uit zeer heet gas en stof dat zich tot op zeer grote afstand van de Zon bevindt. De temperatuur is meer dan 1 miljoen °C. Deze hoge temperatuur betekent dat de deeltjes in de corona erg snel bewegen (temperatuur is een maat voor de snelheid van de deeltjes). Ze bewegen zo snel dat ze van de Zon kunnen wegvliegen en zo de zogenaamde zonnewind vormen. De corona kunnen alleen zien als er een totale zonsverduistering is waarbij het zonoppervlak door de Maan bedekt wordt.

Door de Zon te onderzoeken is men er achter gekomen dat de corona in de loop der jaren sterk van vorm verandert. Soms is ze erg uitgebreid, op andere momenten blijft er van de corona weinig over. Deze veranderingen hangen samen met schommelingen van het magnetisch veld van de Zon. De sterkte van het magnetisch veld schommelt met een periode van 11 jaar. Deze schommelingen zijn ook waar te nemen in het aantal zonnevlekken dat te zien is.

Zonsverduisteringen

We kunnen zonsverduisteringen in drie soorten onderverdelen. Dat is een gedeeltelijke verduistering, volledige verduistering en een ringvormige verduistering. Bij een zonsverduistering staat de maan precies tussen de aarde en de zon

Bij een gedeeltelijke zonsverduistering wordt er schijnbaar een hap uit de zon genomen. De grootte van de maximale hap uit de zon wordt weergegeven in een getal. Bijvoorbeeld 0,617 houdt in dat tijdens het maximum van de verduistering 61,7% van de zonnediameter achter de maan schuil gaat. Het bedekte oppervlak van de zon bedraagt op dat moment 51,8%.

Bij een volledige zonsverduistering schuift de maan precies voor de zon langs. Dat de zon en de maan schijnbaar even groot zijn komt doordat de zon 400 keer groter is dan de maan, maar ook 400 keer verder weg staat. Bij een volledige verduistering zal de corona (stralenkrans rond Zon) zichtbaar worden.

De maximale duur van een totale zonsverduistering bedraagt acht minuten in is slechts op een heel klein gebied op aarde zichtbaar. Buiten dit gebied zal de verduistering als een gedeeltelijke verduistering zichtbaar zijn.

Een ringvormige zonsverduistering wordt veroorzaakt doordat de maan schijnbaar kleiner is dan de zon. Dit komt door de iets elliptische baan van de maan (afstand aarde-maan is iets groter). Tijdens de verduistering blijft er nog een ringetje zon zichtbaar.

Corona tijdens een totale zonsverduistering (links) en een mozaïek van een ringvormige verduistering (rechts)