O Sol é a estrela mais próxima de nós. Todos os planetas do sistema solar giram ao seu redor e cada um com um período diferente. Ele é o responsável pelo suprimento de energia da maioria dos planetas. Quando as pessoas visitam observatórios as perguntas mais comuns que surgem a respeito do Sol são: o que é o Sol e como ele funciona? Do que ele é feito? Mas, antes de responder a essas perguntas veremos alguns dados curiosos a respeito do sol. O sol só é uma estrela por causa da grande quantidade de massa que ele tem, 334.672 vezes a massa da terra. Ele é constituído, principalmente dos gases hidrogênio e hélio, os dois gases mais leves que temos Quando se diz que o sol tem quase 98% de gases a pergunta mais comum que aparece é: como é
possível o sol ter tanta massa, ser tão grande sendo formado de gases?
Bem, essa é uma longa história e que nem mesmo os cientistas que estudam o Sol e outras estrelas sabem explicar exatamente como acontece, mas uma coisa eles sabem: Antes de existir o Sol e os planetas o que existia no lugar do sistema solar era uma enorme nuvem de gases e poeira muito maior que o sistema solar. Os gases são os que conhecemos: oxigênio, nitrogênio e principal-mente hidrogênio e hélio; a poeira são todos os outros elementos
químicos; ferro, ouro, urânio, etc... mas, a grande parte dessa nuvem era o hidrogênio e o hélio. Por algum motivo que ainda não é bem explicado essa nuvem encontrou condições para se aglomerar, se juntar em pequenos blocos, esses blocos começaram a se juntar em blocos cada vez maiores. Um desses blocos, o que se formou primeiro, no centro da nuvem, ficou tão grande e pesado que sua força gravitacional tornou-se suficiente para reter os gases com muita facilidade. Esse bloco aumentou tanto de tamanho e massa que acabou por se
transformar numa estrela: o sol. Os blocos menores que se formaram ao redor do bloco central deram origem aos planetas. Muitas pessoas pensam que os planetas são pequenas bolhas expelidas pelo sol. Isso porque os cientistas do século passado e começo deste século pensavam assim. Hoje em dia sabe-se que isso não é verdade. A teoria da nuvem de gás e poeira é a mais aceita entre cientistas atuais.
LOCALIZAÇÃO
espirais, o braço de Orion, como mostra o esquema a seguir. O sol também está órbitando em
relação ao centro gravitacional da nossa galáxia. O ano do sol é de aproximadamente 230 milhões de anos terrestres e sua velocidade orbital é de 250 km/s, sendo que todos os demais corpos do Sistema Solar o acompanham nessa viagem. Sabe-se que o sol realizou cerca de 250 revoluções completas até hoje. A idade do sol é de cerca de 4,5 bilhões de anos.
O sol, estrela de quinta grandeza é o principal componente do nosso
sistema solar e o mesmo é um dos milhões de sóis existentes em nossa galáxia.
[1] se o Sol for colocado a distância de 32,6 anos-luz de nós, o seu brilho será semelhante ao de uma estrela de quinta magnitude. Objetos vistos ou comparados a essa distância, nós definimos o seu brilho como Magnitude Absoluta. O Sol tem magnitude absoluta igual a cinco, dai a expressão estrela de quinta grandeza.
CARACTERÍSTICAS GERAIS
Pela lei da gravitação universal de Isaac Newton (1642 - 1727), foi possível obter a massa da nossa estrela que é estimada em 334.672 vezes a massa da terra, equivalendo a 1.9 1030 kg, com um raio de 700.000 km . Sua densidade média é 1.4 g/cm3, pois a matéria não é
homogênea em seu interior. A densidade no centro do Sol é muito maior, enquanto que nas camadas externas é muito inferior. O seu eixo de rotação tem uma inclinação em relação ao plano da eclíptica de 7° 15''.
O fato de o sol ser basicamente um corpo constituído por um fluído (plasma e gás), provoca o fenômeno conhecido como rotação diferenciada. A velocidade dessa rotação varia nas diferentes latitudes com um valor máximo no equador (2 km/s) correspondendo a 25.03 dias e uma mínima nos pólos com um
período de 30 dias. Essas informações só foram possíveis graças as manchas solares, as quais nós abordaremos melhor mais
adiante. Isso é a chamada rotação diferenciada, a qual nós
representamos com o seguinte esquema.
O sol representa 99,867% de toda a massa do sistema solar e
a restante está dividida entre os planetas, asteróides,
satélites, e cometas do sistema solar. A massa do sol
apresenta a seguinte distribuição:
Camadas Externas (Fotosfera e pouco abaixo)
0.2% de elementos pesados
7,8% de hélio
92% de hidrogênio
Tabela 1: características químicas
Raio 700.000 km, 109 raios terrestres
Superfície 6,16 1013km2 11.881 vezes a terrestre
Massa 1,9 1030 kg 334.672 vezes a terrestre
Densidade 1,4 g/cm3 0,26 vezes a terrestre
Luminosidade 3,9 1027 kW
---Temperatura Superficial 5770 K
---Temperatura no Centro 1,5 107K
---Gravidade Superficial 276 m/s2 28 vezes a terrestre
Tabela 2: características físicas do sol
O FUNCIONAMENTO DO SOL E A SUA ESTRUTURA INTERNA
Quando só se conheciam as reações químicas (combustão) para a produção de fogo e calor, pensava-se que o sol funcionava da mesma maneira, mas quando os astrônomos
conseguiram calcular sua massa e quantidade de energia necessária para mante-lo aquecido constatou-se que ele não iria durar mais de 100 anos. Como o sol é muito mais velho que 100 anos, a natureza deveria ter criado outra maneira muito mais eficiente de se produzir energia. Só na primeira metade desse século é que se descobriu a existência da energia nuclear. NÚCLEO: no sol, a energia nuclear é produzida com o hidrogênio fazendo o papel de
combustível. Sabendo como fazer a temperatura de um gás subir é possível entender como ocorrem as reações nucleares do sol. Sabemos que, quando um gás é comprimido
(pressionado) ele aquece. Perceber isso é fácil: encha um pneu de bicicleta usando uma bomba manual. O bico do pneu e a parte da bomba que está próxima do bico ficam bem
aquecidos. Isso acontece porque o ar (gás) que está dentro da bomba é comprimido pela força que você faz. Quando o pneu fica quase cheio e você tem que fazer mais força, ou seja,
produzidas na terra. Além disso, não se conseguiu produzir, na Terra, reações do mesmo tipo que acontecem no sol.
As reações nucleares do sol transformam o hidrogênio em hélio e nessa transformação é liberada uma enorme quantidade de energia. Nós aqui na terra recebemos uma pequenina parte da energia que o sol produz.
Somente no século XX é que se atingiu conhecimentos teóricos suficientes para elaborar uma teoria a respeito de toda a energia que o sol irradia . Sabe-se que o sol está atualmente em equilíbrio térmico (temperatura média aproximadamente constante), mas nós sabemos também que ele emite muita energia na forma de calor e luz. Porém para se manter esse equilíbrio é necessário uma fonte interna de energia. Essa fonte está no seu núcleo, que através de reações termonucleares funde átomos de hidrogênio e forma átomos de hélio. Seu núcleo está a uma temperatura de 15 milhões de Kelvin e possui uma pressão da ordem de bilhões de atmosferas, sendo que esses valores vão decrescendo juntamente coma
densidade, de modo não linear, conforme afasta-se do núcleo em direção à superfície. A variação térmica (considerada do núcleo para as camadas mais externas) determina a estrutura interna da estrela conforme o modo de propagação da energia. Os principais mecanismos de transporte energético encontrados no sol são o radiativo e o convectivo, esquematizados a seguir:
O RADIATIVO: representado pela "zona de irradiação'', é a camada do Sol onde a energia propaga-se da mesma maneira que a luz, ou seja, através da irradiação e por isso não depende do meio para se propagar. O meio atua no sentido de atenuar a energia.
Utilizando-se desse processo, o sol está emitindo energia desde sua ignição a 4,5
bilhões de anos e os cálculos
realizados indicam que ele emitirá energia da mesma forma por pelo menos mais 5 bilhões de anos, que é quando estarão esgotadas as reservas de hidrogênio em seu núcleo. É
importante saber que a emissão de energia do Sol não
é uniforme, ou seja, há variações no fluxo de energia emitida, que pode chegar, em casos excepcionais, a 5% do fluxo médio de energia. Atribuindo-se o nome de "sol calmo'' quando ele mantem-se no mínimo de emissão de energia e "sol ativo'' quando está no máximo de emissão. Esse mínimo ou máximo é observado quando há um número menor ou maior de fenômenos em todas as suas camadas. Essas variações influenciam o meio interplanetário, sendo que na Terra observa-se muitos efeitos na atmosfera e no campo magnético.
CAMPOS MAGNÉTICOS
George Ellery Hale (1868 - 1938) foi quem detectou os campos magnéticos solares. Utilizando-se de um instrumento, o espectrógrafo de alta dispersão, ele descobriu que
algumas linhas produzidas nas proximidades das manchas solares eram duplas e até mesmo triplas ou seja, no lugar de uma linha com certo comprimento de onda, via-se uma linha à direita e à esquerda daquele comprimento de onda e até mesmo a original e duas outras laterais. Esse fenômeno de duplicação de linhas é chamado de efeito Zeeman e ocorre quando a fonte emissora de luz está submetida a um campo magnético (nesse caso a fonte emissora é a mancha solar). Hale pode calcular o campo nessa região que chega a 5.000 Gauss e ainda conseguiu provar que o campo magnético geral, gerado pelo sol é da ordem de 1 a 2 Gauss. Esse campo magnético está dirigido de norte para sul, porém nas regiões onde se encontram os campos magnéticos intensos (1.000 Gauss), estes estão dispostos, no sentido leste-oeste. O estado de plasma, que se encontra a matéria solar, oferece pouca
