Kolik váží Slunce a jaká je jeho teplota?

Slunce má hmotnost přibližně 1,99 × 10³⁰ kilogramů, tedy asi tolik jako 333 000 Zemí. Jeho viditelný povrch má kolem 5 500 °C, zatímco jádro dosahuje přibližně 15 milionů °C. Na otázku, jak horké je Slunce, proto nestačí jediné číslo. Záleží na tom, o které jeho části mluvíme.

Slunce v číslech

Kolik váží Slunce v kilogramech a tunách?

Hmotnost Slunce je přibližně 1,99 × 10³⁰ kg. Mocninný zápis šetří dlouhou řadu nul: 10³⁰ znamená jedničku následovanou třiceti nulami. Pro představu stačí zaokrouhlení na 2 × 10³⁰ kilogramů. V tunách hodnotu vydělíme tisícem a dostaneme přibližně 1,99 × 10²⁷ tun.

Názornější měřítko nabízí naše planeta. Jedna sluneční hmotnost odpovídá přibližně 333 000 hmotnostem Země. Jde o množství hmoty, nikoli o počet zeměkoulí, které by se do Slunce vešly. Jak jsme zjistili hmotnost vlastní planety, vysvětluje článek kolik váží Země.

Otázkou „kolik váží Slunce“ zde míníme hmotnost v kilogramech. Slovo „váží“ používáme v běžném významu, stejně jako při otázce na hmotnost planety.

Jaká je teplota Slunce na povrchu a v jádře?

Povrchem Slunce obvykle nazýváme fotosféru, vrstvu, z níž k nám přichází většina viditelného slunečního světla. Má charakteristickou teplotu kolem 5 500 °C. Není to pevná slupka, na které by se dalo stát. Slunce nemá pevný povrch jako Země.

Na snímku přístroje HMI observatoře SDO jsou ve fotosféře patrné tmavé sluneční skvrny. Velká skupina NOAA 12192 procházela přes sluneční kotouč v říjnu 2014. Oranžové zabarvení je úprava skutečného pozorování ve viditelném světle.

Jádro je mnohem žhavější: teplota v něm dosahuje přibližně 15 milionů °C. Právě zde probíhá jaderná fúze, při níž se vodík mění na helium a uvolňuje se energie. Viditelný kotouč proto není přímým pohledem do místa, kde energie vzniká. Podrobněji tento mechanismus rozebírá vysvětlení, proč hvězdy svítí.

Proč je koróna žhavější než povrch?

Od horkého jádra k fotosféře teplota výrazně klesá. Ve vnější atmosféře, koróně, však znovu dosahuje milionových hodnot. Neplatí tedy jednoduchá představa, že každá vrstva dál od středu musí být chladnější. Mechanismům dodatečného ohřevu se věnuje samostatný článek o tom, proč je koróna Slunce žhavější než povrch.

Druhý snímek SDO ukazuje korónu v ultrafialovém pásmu 17,1 nanometru. Nad okrajem jsou dobře patrné oblouky plazmatu sledující magnetické pole. Zlaté odstíny jsou přiřazené zobrazení dat, nikoli barvy viditelné lidským okem.

Jak velké je Slunce a jaký má poloměr?

Průměr Slunce je přibližně 1,39 milionu kilometrů. Poloměr, tedy vzdálenost od středu k povrchu, je poloviční: asi 696 000 kilometrů. Dvě podobná slova tak označují úsečky s dvojnásobným rozdílem v délce.

Pomůže zmenšený model. Kdyby Země měla průměr jeden centimetr, Slunce by měřilo přibližně 109 centimetrů. Proti centimetrové kuličce by stála koule široká přes metr. Porovnáváme zde pouze velikosti těles, jejich vzájemná vzdálenost do tohoto modelu zatím nepatří.

Kolikrát je Slunce větší než Země?

Záleží na tom, co porovnáváme. Odpověď „109krát“ platí pro průměr, zatímco údaj „1,3milionkrát“ pro objem. Ani jeden neudává poměr hmotností.

Představte si dvě koule, z nichž jedna má dvojnásobný průměr. Její objem bude osminásobný, protože se zvětšila ve všech třech rozměrech. Stejný princip vysvětluje, proč se u Slunce tolik liší poměr průměrů a objemů. Tvrzení, že se do něj „vejde 1,3 milionu Zemí“, je zkratka pro poměr objemů. Není to přesný počet pevných koulí naskládaných dovnitř i s mezerami.

Hmotnost ovšem závisí také na hustotě. Slunce má v průměru nižší hustotu než Země, a proto je poměr hmotností menší než poměr objemů. Velká koule tedy nemusí mít stejně velký násobek hmotnosti jako objemu.

Jak astronomové zjistí hmotnost Slunce?

Slunce nemusíme položit na váhu. Jeho gravitační působení se projevuje v pohybu planet. Když známe velikost oběžné dráhy a dobu oběhu, můžeme pomocí Newtonovy podoby třetího Keplerova zákona odvodit součet hmotností obou těles. Země je proti Slunci tak málo hmotná, že pro orientační vysvětlení její příspěvek zanedbáme.

Nestačí tedy pouze vědět, že Země oběhne Slunce za jeden rok. Potřebujeme také rozměr její dráhy. Jak se tato vzdálenost měří a proč se během roku mění, popisuje článek jak daleko je Slunce od Země.

V přesných výpočtech se pracuje s gravitačním parametrem GM, součinem gravitační konstanty G a hmotnosti M. Hmotnost v kilogramech získáme jeho vydělením konstantou G. Právě spojení pozorovaných drah s gravitačními zákony umožňuje měřit těleso, ke kterému se žádná váha nikdy nepřiblížila.

Dvě další otázky k číslům o Slunci