"

1 Chapter 1 – Why does the Sun shine?

OpenStax Astronomy Chapter 15: The Sun: A Garden-Variety Star 

OpenStax Astronomy Chapter 16: The Sun: A Nuclear Powerhouse 

Sun’s Atmosphere

Section 15.1

 

I. The                                                          of the Sun

A. Lower                                                 gas than in Sun, density                                     with increasing                                    

1. Includes: Photosphere, chromosphere, corona

 

II.                                                                    

A.                                      layer where light is                                                    

1. Apparent                                               of sun,                                    layer

B. Average temperature                                      Kelvin or                                       °F

1. Known as the “                                      Temperature” , related to                                 and                                     of star

C. Temperature and density                                                                                           

1.  Hotter in                                                    layers of photosphere

D.                                                                    layers                                       some                                      from deeper layers

1. Produces a complex                                                                                of light

 

III.                                                                         

A. Located                                                       the photosphere

B.                                                                                                   than the photosphere

1. Temperature                                                                                                    

2. Heated by                                                                  field of the Sun

C. Gives off a                                                                                                  spectrum

 

IV.                                                               

A.                                                                                of gas                                             the chromosphere out to                          

B. Very                           : 1 to 2 million K

1. Emits                                                             

C. Density is very                                        

D. Parts can                                             for several times width of Sun

E. Can only see during                                                                                     eclipse

 

From hottest to coolest, the layers in the Sun are:

 

A. corona, photosphere, chromosphere
B. corona, chromosphere, photosphere
C. photosphere, chromosphere, corona
D. photosphere, corona, chromosphere

 

Solar Magnetic Activity

Section 15.2 & Section 15.3

 

V.                                                                            of the Sun

A.                                                     Sun: see activity involving                                                                    such as sunspots, flares, loops

1.                                             Sun: ordinary, little activity

2. Magnetic field is caused by                                                            particles in the interior

B.                                                                                                                          particles flowing                                            from the Sun

1. Passes through                                                                        , where magnetic field extends away from the Sun

2. Interacts with atmospheres and magnetic fields of other                                          , producing auroras

3. Extends for about                              times the distance from the Sun to the Earth

 

VI.                                                          

A.                                              areas in the                                                                  , by about 1500 K

1. Still very                                    , around 4200 K

2. Appear                                             because emit                                     light than                                                   regions

B.                                                                                area surrounded by                                                      part

C.                                                       where magnetic field loops                                                           the photosphere

1. Occur in                                                  

D.                                                       of sunspots changes on an 11-year                                                            

1. When magnetic North and South poles                                      

E.                                                                        : peak of cycle,                                       sunspots and activity

 

Sunspots have temperatures about of 4,000 K. Why do sunspots appear to be dark?

 

A. They don’t emit any light.
B. They emit light, but mainly in the ultraviolet.
C. They emit less energy per square meter than the photosphere.
D. Light can’t pass through magnetic fields.

 

VII. Other Sun                                         

A.                                                                  : loops of bright charged gas in                                               

B.                                                                                                                of hot rising gas in the                                                    constrained by magnetic fields

1. Can reach 1 million kilometers high and speeds of 1300 kilometers per second

C. Solar                                                     and coronal mass ejections,                                   : Rapid, violent bursts and eruptions of energy and                                                       

1. Heat gas to                                              Kelvin

2. Intense X-rays, gamma rays, and ultraviolet                                            

3. CMEs cause particles to                                      the Sun and flow into                                        at high speeds

D. Solar                                           and CMEs can disrupt electric                                                      and                                    

1. Cause brilliant                                             

2. Affect astronauts in space

3. Affect                                            ability to navigate by magnetic field

 

Fusion

Section 16.2

 

VIII. Nuclear                                  

A. Happens in the                                   of all                                                                     stars

B. Also called                                                                          , because Hydrogen (H) is the                                       source

1.                                                            from chemical burning/fire

C. Makes                                              by combining                                                            (H) into                                 ones (Helium)

1.                                  released per                                             in the Sun: 3.85 x 1026 Watts

D. Requires ramming                                     together at                       speed

1. Protons have                                     electrical charge

2. But “like” charges                                        , so protons are pushed apart by                                                                    

E. Atomic nucleus held together by                                                                                      

1. Only works at very                           distances, size of nucleus

F. For                                           : Must get protons                                   enough for                                    nuclear force to                             them together overcoming the                                                                                        force

1. Need very high                                                          to get protons to high enough speeds for fusion

2. Only get high enough temperature in the                                        of stars (15 million Kelvin)

 

In order for fusion to occur, protons have to get close enough for what to take place?

 

A. The electric repulsive force to overcome the strong nuclear force
B. The electric attractive force to overcome the strong nuclear force
C. The strong nuclear force to overcome the electric repulsive force
D. The strong nuclear force to overcome the electric attractive force

 

IX.                                                  from Fusion

A. In the sun,                        Hydrogen (H) atoms turn into                    Helium

B. This leaves                                                                                  

1. Mass of 4 H nuclei is slightly                                      than 1 He nucleus

C. Einstein’s                                                         says                                 and                                  are                                                                                                       

1. c2 is a large number, so a                                                                                    of energy

D.                                                    in mass between H and He is                                                     as energy

E.                                                                                     process is also called the                                                               

1.                                                         process to get from Hydrogen to Helium, releases other particles like neutrinos

2. Primary method of nuclear fusion in the                                      of the                                

3. Conditions must be                                                     (150 times denser than water, 15 million K)

Sun’s Interior

Section 16.3 & Section 16.4

 

X.                                                          Fusion

A. Fusion emits                                                         

1.                                               (low mass) atomic particles,                         charge

2.                                                                                                             with matter

3.                                          the core of the Sun                                         (transparent) traveling near speed of light

4.                                                     pass through Earth, and you, without interacting

B. Possible to                                             how often solar neutrinos                                    at                                  to learn about                                                  

C.                                                                                         agrees with theoretical models of Sun’s                                        and fusion

 

XI. The Sun’s long-lasting                                                    is a matter of                                                  

A.                                                                      of balance:

1.                                                                                            : outward                                       equals inward force of                      

a. Density, temperature, and pressure                                         toward the                                       

b. Greater                                         must be                                              by increased                                       of gas

                              c. Keeps the Sun from collapsing or                                                           

2. Rate of                                                                           from its surface equals rate energy                                   in the                                       by fusion

 a. Stars are very                                          and can last for billions of years (Sun about 10 billion years)

 

Where does nuclear fusion take place in the Sun?

 

A. In the outer part
B. In the entire Sun
C. In the core
D. In the atmosphere

 

XII. Energy                                                 

A.                                         processes                                                                    from the                            to the                                 of the sun

B.                                         part of the Sun:                                                                         

1.                                                                           : energy moved by                                      (photons),                                   photons move out from the core to                                              less crowded regions

2.                                   of the Sun’s interior

C.                                          part:                                                                                           

1. Convection:                                                                                   of hot material (                                                        of hot/cool gas)

2. Too cool and                                           for radiative transfer

D.                                                          : energy                                                    into space as                                  , radiation again

E.                                                    from the                                     takes                                                  years to reach the                                                 

1. Photons get                                                        and reemitted, or                                                               

 

Tutorial Activity – Introduction

 

1. Tell me a little about yourself. You may want to answer some of the following: What name would you like me to call you? What are some of your interests or hobbies? What are you studying in college?  

 

 

 

 

2. What do you value the most in life?

 

 

 

3. Is there anything you are excited or worried about in taking this course or anything you want me to know?

 

 

 

Tutorial Activity – The Sun

“Elementary Astronomy Worksheet Handout 18: Sun” (modified by Kaisa E. Young) by Catherine Whiting via OER Commons, licensed under CC BY 4.0, https://oercommons.org/courses/elementary-astronomy-worksheets

 

1. Order the layers of the Sun from inward to outward and briefly describe each layer, including the temperature. (Photosphere, Chromosphere, Core, Corona, Radiative Zone, Convective Zone)

 

 

 

 

 

2. List the main types of solar activity and briefly describe them.

 

 

 

3. What do we think causes solar activity?

 

 

 

4. Why do sunspots appear dark? Is there no light being emitted from those regions of the Sun?

 

 

 

5. What causes the sunspot cycle? How long is it?

 

 

 

6. What effects does solar activity have on the Earth, if any?

 

 

 

7.  What keeps the sun shining? Briefly describe how the process works.

 

 

 

8.  What prevents the sun from collapsing due to its strong gravity?

 

 

License

Icon for the Creative Commons Attribution 4.0 International License

Astronomy of Stars and Galaxies Copyright © by Kaisa Young is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, except where otherwise noted.