Selain menjadi sumber utama cahaya dan panas di tata surya kita, Matahari juga menjadi sumber inspirasi sejarah, agama, dan ilmiah. Karena peran penting Matahari dalam kehidupan kita, ia telah dipelajari lebih dari objek lain di alam semesta, di luar planet Bumi kita sendiri. Saat ini, fisikawan matahari mempelajari struktur dan aktivitasnya untuk memahami lebih lanjut tentang cara kerjanya dan bintang lainnya.
Dari sudut pandang kita di Bumi, Matahari tampak seperti bola cahaya kuning-putih di langit. Itu terletak sekitar 150 juta kilometer jauhnya dari Bumi, di bagian galaksi Bima Sakti yang disebut Lengan Orion.
Gravitasi adalah kekuatan yang membuat planet-planet mengorbit di dalam tata surya. Gravitasi permukaan Matahari adalah 274,0 m / s 2. Sebagai perbandingan, tarikan gravitasi bumi adalah 9,8 m / s2. Orang-orang yang mengendarai roket di dekat permukaan Matahari dan mencoba melarikan diri dari tarikan gravitasinya harus mempercepat dengan kecepatan 2.223.720 km / jam untuk melarikan diri. Itu aku banget kuat gravitasi!
Matahari juga memancarkan aliran partikel konstan yang disebut "angin matahari" yang memandikan semua planet dalam radiasi. Angin ini adalah hubungan tak terlihat antara Matahari dan semua benda di tata surya, yang mendorong perubahan musim. Di Bumi, angin matahari ini juga mempengaruhi arus di lautan, cuaca kita sehari-hari, dan iklim jangka panjang kita.
Matahari sangat besar. Secara volume, ia mengandung sebagian besar massa di tata surya — lebih dari 99,8% dari seluruh massa planet, bulan, cincin, asteroid, dan komet, digabungkan. Ini juga cukup besar, berukuran 4.379.000 km di sekitar khatulistiwa. Lebih dari 1.300.000 Bumi akan muat di dalamnya.
Matahari adalah bidang gas yang sangat panas. Bahannya dibagi menjadi beberapa lapisan, hampir seperti bawang yang menyala. Inilah yang terjadi di Matahari dari dalam ke luar.
Pertama, energi diproduksi di pusat, yang disebut inti. Di sana, hidrogen bergabung membentuk helium. Proses fusi menciptakan cahaya dan panas. Inti dipanaskan hingga lebih dari 15 juta derajat dari fusi dan juga oleh tekanan yang sangat tinggi dari lapisan di atasnya. Gravitasi Matahari sendiri menyeimbangkan tekanan dari panas di intinya, menjaganya dalam bentuk bola.
Di atas inti terletak zona radiasi dan konvektif. Di sana, suhunya lebih dingin, sekitar 7.000 K hingga 8.000 K. Dibutuhkan beberapa ratus ribu tahun untuk foton cahaya untuk melarikan diri dari inti padat dan melakukan perjalanan melalui daerah-daerah ini. Akhirnya, mereka mencapai permukaan, yang disebut photosphere.
Photosphere ini adalah lapisan setebal 500 km yang terlihat dari mana sebagian besar radiasi dan cahaya Matahari akhirnya lepas. Ini juga merupakan titik asal untuk bintik matahari. Di atas fotosfer terdapat kromosfer ("bola warna") yang dapat dilihat secara singkat selama gerhana matahari total sebagai pelek kemerahan. Suhu terus meningkat dengan ketinggian hingga 50.000 K, sementara kepadatan turun menjadi 100.000 kali lebih sedikit daripada di fotosfer.
Di atas kromosfer terletak korona. Itu adalah atmosfer luar Matahari. Ini adalah wilayah di mana angin matahari keluar dari Matahari dan melintasi tata surya. Korona itu sangat panas, di atas jutaan derajat Kelvin. Sampai baru-baru ini, fisikawan surya tidak begitu mengerti bagaimana korona bisa begitu panas. Ternyata jutaan suar kecil, disebut nanoflares, dapat berperan dalam memanaskan korona.
Dibandingkan dengan bintang-bintang lain, para astronom menganggap bintang kita sebagai katai kuning dan mereka menyebutnya sebagai jenis spektral G2 V. Ukurannya lebih kecil dari banyak bintang di galaksi. Usia 4,6 miliar tahun membuatnya menjadi bintang setengah baya. Sementara beberapa bintang hampir setua alam semesta, sekitar 13,7 miliar tahun, Matahari adalah bintang generasi kedua, yang berarti ia terbentuk dengan baik setelah generasi bintang pertama lahir. Beberapa bahannya berasal dari bintang-bintang yang sekarang sudah lama hilang.
Matahari terbentuk dalam awan gas dan debu mulai sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu. Itu mulai bersinar begitu intinya mulai menyatukan hidrogen untuk membuat helium. Ini akan melanjutkan proses fusi ini selama lima miliar tahun atau lebih. Kemudian, ketika kehabisan hidrogen, ia akan mulai melebur helium. Pada saat itu, Matahari akan mengalami perubahan radikal. Atmosfer luarnya akan mengembang, yang kemungkinan akan menghasilkan kehancuran total planet Bumi. Akhirnya, Matahari yang sekarat akan menyusut kembali menjadi kerdil putih, dan apa yang tersisa dari atmosfer luarnya mungkin tertiup ke angkasa dalam awan berbentuk cincin yang disebut nebula planet.
Ilmuwan surya mempelajari Matahari dengan banyak observatorium berbeda, baik di darat maupun di luar angkasa. Mereka memantau perubahan di permukaannya, gerakan bintik matahari, medan magnet yang terus berubah, suar dan pengeluaran massa koronal, dan mengukur kekuatan angin matahari.
Teleskop surya berbasis-tanah yang paling dikenal adalah observatorium 1 meter Swedia di La Palma (Kepulauan Canary), Mt Observatorium Wilson di California, sepasang observatorium matahari di Tenerife di Kepulauan Canary, dan lainnya di sekitarnya dunia.
Teleskop pengorbit memberi mereka pemandangan dari luar atmosfer kita. Mereka memberikan pandangan konstan tentang Matahari dan permukaannya yang terus berubah. Beberapa misi surya berbasis ruang angkasa yang paling terkenal termasuk SOHO, theObservatorium Surya Dynamics (SDO), dan kembar STEREO pesawat ruang angkasa.