Mesmo se você não tiver nenhum interesse especial em astronomia - ainda - você sem dúvida se perguntou o que está acontecendo em aquela enorme bola brilhante no céu que é perigosamente quente e literalmente vivificante ao mesmo tempo Tempo. Você provavelmente sabe que o sol é uma estrela, muito parecido com os incontáveis pontos de luz que tomam o lugar do sol à noite quando a escuridão se põe, só que mais perto. Você deve saber que tem seu próprio suprimento de combustível e que esse suprimento, embora não seja infinito, é tão vasto que é incalculável. Você provavelmente percebeu que não seria uma ótima ideia ficar muito mais perto do sol, mesmo se você tivesse a capacidade de fazê-lo - mas que seria uma ideia quase tão ruim se afastar muito mais dele do que você já está, uma distância de cerca de 93 milhões milhas.
Em sua reflexão, no entanto, você pode não ter considerado a ideia de que o sol não é uma orbe uniforme de luz e calor, mas em vez disso tem camadas próprias, assim como a Terra e os outros sete planetas do sistema solar Faz. O que são essas camadas - e como os cientistas humanos são capazes de saber sobre elas de uma distância tão grande?
O Sol e o Sistema Solar
O sol está no centro do sistema solar (daí o nome!) E é responsável por 99,8 por cento da massa do sistema solar. Devido aos efeitos da gravidade, tudo no sistema solar - os oito planetas, os cinco (por agora) planetas anões, as luas desses planetas e planetas anões, os asteróides e outros elementos menores, como cometas - gira em torno do sol. O planeta Mercúrio leva um pouco menos de 88 dias terrestres para completar uma viagem ao redor do sol, enquanto Netuno leva quase 165 anos terrestres.
O sol é uma estrela bastante indefinida como as estrelas vão, ganhando a classificação de "anã amarela". Com uma idade de cerca de 4,5 bilhões de anos, o Sol fica a cerca de 26.000 anos-luz do centro da galáxia que habita, a Via Láctea Galáxia. Para referência, um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano, cerca de 6 trilhões de milhas. Tão vasto quanto o próprio sistema solar é, Netuno, o planeta mais distante do sol a uma distância de quase 2,8 bilhões de milhas, está a apenas 1/2000 de um ano-luz do sol.
O sol, além de funcionar como uma fornalha gigantesca, também possui uma forte corrente elétrica interna. As correntes elétricas geram campos magnéticos, e o sol tem um vasto campo magnético que se propaga através o sistema solar como vento solar - gás eletricamente carregado que voa para fora do sol em cada direção.
O Sol é uma estrela?
O sol é, como observado, uma anã amarela, mas é mais formalmente classificado como uma estrela de classe espectral G2. As estrelas são classificadas em ordem, da mais quente para a mais fria, como estrelas do tipo O, B, A, F, G, K ou M. Os mais quentes têm uma temperatura superficial de cerca de 30.000 a 60.000 Kelvin (K), enquanto a temperatura da superfície do sol é comparativamente morna 5.780 K. (Para referência, os graus Kelvin têm o mesmo "tamanho" que os graus Celsius, mas a escala começa 273 graus abaixo. Ou seja, 0 K, ou "zero absoluto", é igual a −273 C, 1.273 K é igual a 1.000 C e assim por diante. Além disso, o símbolo de grau é omitido das unidades Kelvin.) A densidade do sol, que não é um sólido, um líquido nem um gás e é melhor classificado como plasma (ou seja, gás eletricamente carregado), é cerca de 1,4 vezes maior do que agua.
Outras estatísticas solares vitais: o sol tem uma massa de 1,989 × 1030 kg e um raio de cerca de 6,96 × 108 m. (Uma vez que a velocidade da luz é 3 × 108 m / s, a luz de um lado do sol levaria pouco mais de dois segundos para passar do meio para o outro lado.) Se o sol tivesse a altura de, digamos, uma porta típica, a Terra teria a altura de um níquel dos EUA em borda. No entanto, existem estrelas 1.000 vezes o diâmetro do Sol, assim como estrelas anãs com menos de um centésimo de largura.
O sol também produz 3,85 × 1026 watts de potência, cerca de 1340 watts por metro quadrado dos quais chegam à Terra. Isso se traduz em uma luminosidade de 4 × 1033 ergs. Esses números provavelmente não significam muito isoladamente, mas para referência, um expoente de "apenas" 9 implica bilhões, enquanto um expoente de 12 significa trilhões. São cifras enormes! No entanto, algumas estrelas são até um milhão de vezes mais luminosas do que o sol, o que significa que sua produção de energia é um milhão de vezes maior. Ao mesmo tempo, algumas estrelas são cerca de mil vezes menos luminosas.
É interessante notar que, embora o Sol seja classificado como uma estrela modesta na melhor das hipóteses no esquema geral, ele ainda é mais massivo do que 95% das estrelas existentes. A implicação disso é que a maioria das estrelas está bem além de seu primo e encolheu consideravelmente desde seu pico de vida bilhões de anos antes, e agora continuam na velhice em relação anonimato.
Quais são as quatro regiões do Sol?
O sol pode ser dividido em quatro espaciais regiões, consistindo no núcleo, zona radiativa, zona convectiva e fotosfera. Este último fica abaixo de dois camadas, que será explorado na próxima seção. Um diagrama solar consistindo em uma seção transversal, como uma visão do interior de uma bola que foi cortada exatamente ao meio, incluiria, portanto, um círculo em o centro representa o núcleo e, em seguida, anéis sucessivos em torno dele de dentro para fora, denotando a zona radiativa, zona convectiva e fotosfera.
O testemunho do sol é onde tudo o que os observadores na Terra podem medir como luz e calor se origina. Essa região se estende para fora até cerca de um quarto do centro do sol. A temperatura no centro do Sol é estimada em cerca de 15,5 milhões K a 15,7 milhões K, igual a cerca de 28 milhões de graus Fahrenheit. Isso faz com que a temperatura da superfície de cerca de 5.780 K pareça positivamente fria. O calor dentro do núcleo é gerado por uma barreira constante de reações de fusão nuclear, nas quais duas moléculas de hidrogênio se combina com força suficiente para fazer com que se juntem em hélio (em outras palavras, as moléculas de hidrogênio fusível.)
O zona radiativa do sol tem esse nome porque está nesta concha esférica - uma região que começa cerca de um quarto do centro do sol, onde termina o núcleo, e se estende para fora em torno três quartos do caminho para a superfície do sol onde encontra a zona convectiva - que a energia liberada da fusão dentro do núcleo viaja para fora em todas as direções, ou irradia. Surpreendentemente, leva muito tempo para que a energia radiante atravesse a espessura da região radiativa - na verdade, várias centenas de milhares de anos! Por mais improvável que isso pareça, na hora solar, não é muito longo, dado que o sol já tem 4,5 bilhões de anos de idade e ainda está forte.
O zona convectiva ocupa a maior parte do quarto mais externo do volume do sol. No início desta zona (ou seja, no interior) a temperatura é de cerca de 2.000.000 K e está caindo. Como resultado, o material semelhante ao plasma que forma o interior do sol é, acredite ou não, muito frio e opaco para permitir que o calor e a luz continuem a viajar em direção à superfície solar na forma de radiação. Em vez disso, essa energia é transmitida por convecção, que é essencialmente o uso de meios físicos para transportar energia ao invés de permitir que ela viaje sozinha. (Bolhas subindo do fundo de uma panela de água fervente para a superfície e liberando calor quando estouram representam um exemplo de convecção.) Em contraste com o longo período de tempo que leva para a energia navegar na zona radiativa, a energia se move através da zona de convecção comparativamente rapidamente.
O fotosfera consiste em uma zona na qual as camadas do sol mudam de totalmente opacas, bloqueando a radiação, para transparentes. Isso significa que tanto a luz quanto o calor podem passar sem obstáculos. A fotosfera é, portanto, a camada do sol a partir da qual a luz visível a olho nu é emitida. Essa camada tem apenas 500 km de espessura, o que significa que se todo o sol for comparado a uma cebola, a fotosfera representa a casca da cebola. A temperatura na parte inferior desta região é mais quente do que na superfície do Sol, embora não dramaticamente - cerca de 7.500 K, uma diferença de menos de 2.000 K.
Quais são as camadas do sol?
Como observado, o núcleo do sol, a zona radiativa, a zona convectiva e a fotosfera são consideradas regiões, mas cada uma também pode ser classificada como uma das camadas do sol, das quais existem seis. Externa à fotosfera está a atmosfera do Sol, que inclui duas camadas: a cromosfera e a coroa.
O cromosfera estende-se por cerca de 2.000 a 10.000 km acima da superfície do Sol (ou seja, a parte mais externa da fotosfera), dependendo da fonte que você consultar. Curiosamente, a temperatura cai um tanto previsivelmente com o aumento da distância do fotosfera no início, mas depois começa a subir novamente, possivelmente devido aos efeitos do sol campo magnético.
O coroa (Latim para "coroa") se estende acima da cromosfera a uma distância de várias vezes o raio do sol e atinge temperaturas tão altas quanto 2.000.000 K, semelhante ao interior da zona de convecção. Esta camada solar é muito tênue, contendo apenas cerca de 10 átomos por cm3, e é fortemente entrecruzado por linhas de campo magnético. "Flâmulas" e plumas de gás se formam ao longo dessas linhas de campo magnético e são sopradas para fora pelo vento solar, dando ao sol sua aparência característica de ter tentáculos de luz quando a parte principal do sol está obscurecido.
Quais são as partes externas do Sol?
Como observado, as partes mais externas do sol são a fotosfera, que faz parte do próprio sol, e a cromosfera e a coroa, que fazem parte da atmosfera solar. Assim, o sol pode ser retratado como tendo três partes internas (o núcleo, a zona radiativa e a zona convectiva) e três partes externas (a fotosfera, a cromosfera e a coroa).
Vários eventos interessantes acontecem na superfície do sol ou logo acima dela. Uma delas são as manchas solares, que se formam na fotosfera em áreas relativamente frias (4.000 K). Outra são as erupções solares, que são eventos explosivos na superfície marcados por um brilho muito intenso de regiões da atmosfera solar na forma de raios X, ultravioleta e luz visível. Eles se desdobram em períodos que duram alguns minutos e depois desaparecem em um período um pouco mais longo de uma hora ou mais ou menos.