Brasil - Sexta, 24 Março 2017

O Sol

O Astronomia na Web traz até os seus leitores uma nova série de artigos, escrita por um de nossos colaboradores, Thiago Guimarães (dragunovsvd.09@gmail.com). Para começar vamos apresentar um artigo sobre o Sol.



O sol é a estrela responsável por permitir a vida na terra, é considerado uma estrela de grandeza média, por outro lado, pela seqüência principal do diagrama de Hertzsprung-Russel, pode ser considerado uma estrela anã. Em torno dele gravitam oito planetas, três planetas anões, 1600 asteróides, 138 satélites e um grande número de cometas. Sua massa é 333.000 vezes a da Terra e o seu volume é de 1,41 × 1027 m³ (1.400.000 vezes o da terra). A distância do nosso planeta ao Sol é de cerca de 149.597.871 km (ou uma Unidade Astronômica - U.A., aproximadamente), sua gravidade na superfície é de 274 m s-2 e sua gravidade relativa na superfície é cerca de 28 g. A luz emitida pelo sol demora cerca de 8 minutos para chegar à terra. Presume-se que o Sol tenha 5 bilhões de anos de idade. É composto por matéria ordinária.

 

Sua estrutura: O sol possui  estruturas em forma de conchas concêntricas, essas conchas são atraídas para o centro do sol, e para a estrela não colapsar e formar um buraco negro, existe uma força de igual intensidade atuando na direção oposta, suas camadas são granulosas e seu brilho não é uniforme, sendo a parte central do disco solar mais brilhante que seu bordo. As camadas exteriores do Sol dividem-se em: fotosfera, a mais profunda, com cerca de 300 km de espessura e uma temperatura mínima de 6.000°C; a cromosfera tem cerca de 8.000 km de espessura, de onde emergem enormes jatos luminosos; as protuberâncias, que chegam a atingir 800.000 km; e a coroa com a altura de 1 milhão de quilômetros e temperatura de 1 milhão de graus Celsius; a temperatura interna solar atinge 20 milhões de graus Celsius. Numa estrela em equilíbrio mecânico todas as camadas estão em equilíbrio hidrostático, por esse motivo as estrelas têm em seu centro as temperaturas, pressões e densidades mais elevadas, com isso toda sua energia é gerada em seu interior. A forma do sol também se deve ao fato de ele estar em equilíbrio térmico.

 

Características:

Diâmetro 1.390.000 km
Superfície 1.940.000 km²
Volume 2.700.000 milhões de km³
Massa 2 × 1030 t
Velocidade absoluta
(em relação ao centro da via Láctea)
216 km/s
Velocidade relativa
(em relação às estrelas mais próximas)
19 km/s
Período de rotação no equador: 27d 6h 36m
  a 30° de latitude: 28d 4h 48m
  a 60° de latitude: 30d 19h 12m
  a 75° de latitude: 31d 19h 12m
Período de translação em volta do centro da galáxia 2,2 × 108 anos

A composição da fotosfera é dada por diversos gases, primeiramente temos 73,46 % de Hidrogênio depois temos 24,85 % de Hélio e seguindo essa ordem decrescente teremos 0,77 % de Oxigênio, 0,29 % de Carbono, 0,16 % de Ferro, 0,12 % de Néon, 0,09 % de Nitrogênio, 0,07 % de Silício, 0,05 % de Magnésio e por fim uma pequena porcentagem de Enxofre (0,04 %) e seu brilho aparente é de cerca de 26,8m, tendo seu brilho absoluto o valor de 4,8m. O Sol perde a cada dia 360 mil milhões de toneladas transformadas em energia. A sua atração vai, por esse motivo, enfraquecendo e então a Terra se afasta do Sol 1 metro por ano.

 

Superfície solar: Na verdade as estrelas não possuem superfícies, pois são corpos gasosos, a camada que vemos no sol através de fotografias, é na verdade é uma camada bastante fina conhecida como fotosfera, são os átomos dessa camada que irradiam a radiação solar que recebemos, existem camadas acima da fotosfera, mas elas são muito rarefeitas por isso são quase imperceptíveis.

 

Ciclo do sol: O Ciclo Solar tem muitos efeitos importantes, que influenciam nosso Planeta. Estudos de Heliosismologia executados a partir de sondas espaciais permitiram observar certas "vibrações solares", cuja freqüência aumenta com o aumento da atividade solar, acompanhando o ciclo de onze anos de erupções, a cada vinte e dois anos existe a manifestação do chamado hemisfério dominador, além da movimentação das estruturas magnéticas em direção aos pólos, que resultam em dois ciclos de dezoito anos com incremento da atividade geomagnética da Terra e da oscilação da temperatura do plasma ionosférico na estratosfera de nosso planeta.

 

Como e onde é gerada a energia: A energia é formada no interior do sol. No interior do sol há uma esfera com cerca de 20% de seu raio que atua como um gerador de energia. Nessa região a temperatura atinge cerca de 15 milhões de graus K, e nesse local ocorrem as reações de fusão nuclear.
Com essas reações a matéria que desaparece é convertida em energia, sendo essa a origem da energia do sol, e a cada 1 segundo 5 milhões de toneladas do sol são convertidas em energia, que na verdade fótons energéticos.

 

Irradiações feitas pelo sol: Durante todo o tempo nossa estrela está a emitir radiações, essas radiações não passam da energia gerada pelo sol e dos raios produzidos pelos fenômenos de fusão termonuclear e das fissões de núcleo, como exemplo temos: fótons, neutrinos, raios gama, raios x e vários outros.
Os fótons energéticos produzidos pelo sol, saem do seu núcleo passam primeiro pela camada radioativa do sol, onde penetram alguns milímetros e logo são capturados pelos átomos, depois esses átomos liberam um fóton que difere do absorvido anteriormente, dessa forma uma enorme quantidade de energia é emitida para o espaço, em apenas um segundo o sol gera mais energia que 2,5 bilhões das usinas hidrelétricas super poderosos gerariam em um ano, dentre essas energias estão: raios X, raios gama, neutrinos, fótons, íons, e vários outros.
Foram observadas emissões eletromagnéticas em forma de anéis de diversos tamanhos com temperaturas na ordem de dois milhões de graus Kelvin, além de emissão de massa coronal a cada vinte e quatro horas aproximadamente. Toda energia que o sol perde é compensada por reações nucleares que geram grande quantidade de energia.

 

Neutrinos solares: Partículas elementares conhecidas como neutrinos também são formados pelas reações solares.
Os neutrinos recebem esse nome, pois não possuem carga elétrica, eles se movem a uma velocidade perto da velocidade da luz, podem sair do núcleo do sol pouco tempo depois de serem produzidos, já que não reagem com a matéria comum.
Recentemente se descobriu que grande parte dos neutrinos que chegam até a terra muda sua forma para outro tipo de neutrino. Os neutrinos possuem massa quase desprezível.

 

Ionosfera: A ionosfera se localiza na Terra entre sessenta e quatrocentos quilômetros de altitude, é composta de íons, plasma ionosférico, e, devido à sua composição, reflete ondas de rádio até aproximadamente 30 MHz. O maior agente de ionização da ionosfera, é o Sol, cuja radiação nas bandas de raio X, e luz ultravioleta, insere grande quantidade de elétrons livres em seu meio. Os meteoritos e raios cósmicos também são responsáveis pela presença secundária de íons na região. Na ionosfera a densidade de elétrons livres é variável de acordo com a hora do dia, estação do ano, e variações da composição da quimiosfera.  A cada 11 anos, obedecendo ao Ciclo Solar, a densidade de elétrons e a composição da ionosfera sofrem mudanças radicais. Muitas vezes estas mudanças bloqueiam totalmente as comunicações em alta freqüência.

Manchas solares: Uma mancha solar é uma região do Sol com temperaturas mais baixas que seus arredores, e com uma intensa atividade magnética. Uma mancha solar típica consiste em uma região central chamada umbra, rodeada por uma penumbra mais clara. A mancha solar pode chegar a 120.000 km de extensão e algumas vezes podem superar esse tamanho. A penumbra está constituída de filamentos claros e escuros que se estendem mais ou menos desde a umbra, de forma radial. Tanto a umbra como a penumbra parecem de cor escura, mas isso acontece devido ao contraste com a fotosfera, já que estão a uma temperatura mais baixa, dessa forma a cor escura de uma mancha é um mero efeito de contraste. A umbra atinge temperaturas de cerca de 4000 K enquanto a penumbra pode alcançar até 5600 K, sendo assim são inferiores aos 6000 K da fotosfera. A umbra emite cerca de 32% da luz emitida por uma área igual a da fotosfera, enquanto a penumbra tem cerca de 71% do brilho da fotosfera. Com respeito à fotosfera as manchas estão imóveis, e elas participam da rotação solar.

 

A morte do sol: O sol assim como toda estrela um dia irá morrer, daqui a cinco bilhões de anos ele findará seu domínio cósmico na forma de uma nebulosa planetária. As reações nucleares no centro do sol, que o abasteceram por quase toda a vida, vão se acabando, primeiro o hidrogênio disponível e depois o hélio. À medida que a combustão nuclear se deslocar para fora, onde fica o material novo numa concha que circunda o núcleo, o sol se expandirá se tornando uma gigante vermelha. Quando o hidrogênio dentro da concha também se esgotar, iniciar-se-á a queima do hélio. Durante esse processo, ela se tornará instável. Convulsões intensas, combinadas à pressão de radiação e outras forças, erguerão as camadas da superfície expandidas e ligadas frouxamente para o espaço, criando uma nebulosa planetária. Essa nebulosa será iluminada em seu interior pelo sol, já agonizante, queimando o resto de seu combustível, assim como em todas as outras nebulosas. A coloração se dará devido à fluorescência de brilhantes átomos e íons.

 

Hélio-sismologia: É o estudo sismológico do interior do sol, assim como os geofísicos fazem para estudar o interior do planeta terra. No sol as vibrações são excitadas pela movimentação das células convectivas, assim podem ser observadas pela variação de brilho causado pela compressão de onda.

 

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