Wat een ster is

Elke seconde zet de Zon ongeveer 4.26 miljoen ton van haar massa om in licht en warmte.

Een gasbol die zichzelf bijeenhoudt

Op een heldere nacht is elk lichtpuntje dat niet rondzwerft een ster: een zon zoals de onze, maar veel verder weg. NASA beschrijft sterren als enorme bollen heet gas, vooral waterstof met wat helium en kleine hoeveelheden andere elementen. De Zon kunnen we van dichtbij bestuderen. Naar aantal atomen bestaat haar zichtbare oppervlak uit ongeveer 91% waterstof en 9% helium, met zuurstof, koolstof, neon, stikstof, ijzer en enkele andere elementen in deeltjes per miljoen.

In een ster is voortdurend een krachtenspel gaande. De zwaartekracht trekt elk beetje gas naar het centrum. De druk van het hete gas duwt naar buiten. Zijn beide in evenwicht, dan houdt de ster miljoenen of miljarden jaren een vaste grootte. De Zon is zo groot dat daarvoor een enorme druk in het centrum nodig is: volgens het NASA-model ongeveer 250 miljard keer de luchtdruk op zeeniveau, met een kerntemperatuur van ongeveer 15.7 miljoen kelvin.

Waar de energie vandaan komt

Bij die temperatuur botsen waterstofkernen, losse protonen, hard genoeg om samen te smelten. In een reeks stappen worden vier protonen uiteindelijk één heliumkern. Die weegt iets minder dan de vier protonen samen. De ontbrekende massa komt vrij als energie volgens Einsteins E = mc². In het gegevensblad van de Zon staat een massaomzetting van 4260 miljoen kg per seconde, oftewel 4.26 miljoen ton. Dat klinkt veel, maar de Zon bevat 1.9884 × 10³⁰ kg. Ze kan dus miljarden jaren doorgaan.

De energie gaat niet meteen naar buiten. Volgens NASA stuitert licht uit de kern rond in de stralingszone. Daarna vervoeren opstijgende bellen heet plasma in de convectiezone de energie verder omhoog. Van de kern tot de bovenkant van de convectiezone duurt dat ongeveer 170 000 jaar. Vanaf het oppervlak heeft zonlicht maar ongeveer 8.3 minuten nodig voor de 149.6 miljoen km naar de Aarde. Het totale vermogen, de lichtkracht van de Zon, is 3.828 × 10²⁶ watt. Astronomen gebruiken dat als eenheid: een ster met lichtkracht 10 straalt tien keer zoveel energie uit als de Zon.

Een doorsneester

De Zon is 1.39 miljoen km breed, 109 keer de Aarde. Er zouden 1.3 miljoen Aardes in passen. Toch noemt NASA haar middelgroot. Schuif ‘Zoom’ in het model naar rechts: de oranje reus Arcturus is ongeveer 25 keer zo breed als de Zon, Betelgeuze ongeveer 700 keer. Ga naar links en Proxima Centauri, de dichtstbijzijnde ster na de Zon, is maar ongeveer een zevende zo breed. Volgens NASA bevat alleen al de Melkweg meer dan 100 miljard sterren. Het heelal zou er tot een quadriljoen kunnen bevatten: een één met 24 nullen.

De Zon heeft de aanduiding G2 V. De letter G en het getal 2 beschrijven haar oppervlaktetemperatuur van 5772 K. Het Romeinse cijfer V betekent dat het een dwerg is: een hoofdreeksster die nog waterstof in haar kern fuseert. Volgens NASA is de Zon 4.6 miljard jaar oud en iets minder dan halverwege haar leven. Over ongeveer 5 miljard jaar zwelt ze op tot een rode reus. In latere hoofdstukken leer je meer over beide aanduidingen.