07
mar
09

Sol – Parte VII

Zonas do Sol

 

O sol e a sua atmosfera compõem-se de várias zonas ou camadas. De dentro para fora, o interior solar compõe-se do núcleo, a zona radiativa, e a zona de convecção. A atmosfera solar é composta da fotosfera, a cromosfera, uma região de transição, e a coroa. Além da coroa está o vento solar, que é de fato um fluxo de gás saindo da coroa.

 

Como os astrônomos não podem ver dentro do sol, eles estudaram o interior solar indiretamente. Parte do seu conhecimento é baseada em propriedades do sol observadas em conjunto. Um pouco dele é baseado em cálculos sobre fenômenos ocorridos nas zonas observáveis.

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17
fev
09

SOL – Parte VI

Fusão nuclear

 

A fusão nuclear pode ocorrer no núcleo do sol devido à temperatura e densidade deste. Como os núcleos têm uma carga positiva, eles tendem a repelir um a ou outro. Mas a temperatura do núcleo e sua densidade são altas o bastante para mantê-los juntos.

 

O processo de fusão mais comum no sol é chamado de cadeia próton-próton. Este processo começa quando os núcleos da forma mais simples de hidrogênio – prótons únicos – são forçados a se agruparem um a um. Primeiro, um núcleo com duas partículas se forma. Depois, um núcleo com três partículas e, finalmente, um núcleo com quatro partículas. O processo também produz uma partícula eletricamente neutra chamada neutrino.

 

O núcleo final compõe-se de dois prótons e dois nêutrons, um núcleo da forma mais comum de hélio. A massa deste núcleo é ligeiramente menor que a massa dos quatro prótons dos quais ele se forma. A massa perdida é convertida em energia. A quantidade de energia pode ser calculada pela famosa equação do físico alemão Albert Einstein (E=mc2). Nesta equação, o símbolo E representa a energia, m a massa e c ao quadrado (c2) a velocidade da luz multiplicada por si mesma.

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14
fev
09

SOL – Parte V

Campo magnético

 

Parte do tempo, o campo magnético do sol tem um formato simples. Em outros momentos, o campo é extremamente complexo. O campo simples parece-se com o campo que estaria presente se o eixo de rotação do sol fosse uma enorme barra magnética. Você pode ver a forma de um campo de barra magnética realizando um experimento com limalha de ferro. Coloque uma folha de papel em uma barra de imã e então salpique a limalha de ferro no papel. A limalha formará um padrão que revela a forma do campo magnético, como mostra a figura. 

 

 

Campo Magnético

Campo Magnético

 

Os físicos definem o campo como linhas imaginárias que dão origem ao desenho da limalha. Essas linhas são chamadas linhas de fluxo ou linhas de força. Os cientistas dão a essas linhas uma direção, e assume-se que o imã tenha um pólo magnético norte em uma ponta e um pólo magnético sul na outra. As linhas de fluxo saem do pólo norte do imã, fazem uma volta, e retornam ao imã no pólo sul.

 

A causa do campo magnético do sol é, em parte, o movimento das células de convecção. Qualquer objeto eletricamente carregado cria um campo magnético simplesmente movendo-se. As células de convecção, que são compostas de íons positivos e elétrons, circulam em um caminho que as ajudas criam o campo solar.

 

Quando o campo magnético do sol fica complexo, as linhas de fluxo parecem-se com uma mangueira de jardim torcida. O campo desenvolve estas curvas por dois motivos: o sol gira mais rapidamente no equador do que em latitudes mais altas e as partes interiores do sol giram mais rapidamente do que a superfície. As diferenças na velocidade rotacional esticam linhas de fluxo em direção ao leste magnético. Conseqüentemente, as linhas ficam tão alteradas que estas anomalias se desenvolvem.

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14
fev
09

SOL – Parte IV

Cor

 

Na banda de luz visível do espectro eletromagnético estão todas as cores do arco-íris. A luz solar compõe-se de todas essas cores. A maior parte da radiação do sol chega a nós na parte verde-amarela do espectro visível. Contudo, a luz solar é branca. Quando a atmosfera filtra a radiação do por do sol, este pode parecer amarelo ou laranja.

 

 

prisma

prisma

 

 

Você pode examinar as cores da luz solar usando um prisma para separá-las. A luz vermelha, que é produzida pela radiação com o menor nível de energia por fóton – e as ondas mais longas – estará em uma ponta (lado) do espectro. A luz vermelha se tornará gradualmente na luz laranja, que, à sua vez, passará para o amarelo. Ao lado do amarelo estará o verde e, logo após, virá o azul. Em algumas listas das cores do arco-íris, o anil vem depois do azul. A última cor será violeta, produzido pela radiação com o maior índice de energia por fóton – e as ondas mais curtas. Esta lista não indica que a luz solar tenha só seis ou sete cores. Cada grau deste degradê é uma cor. A natureza produz tantas cores que nós nem ao menos nomeamos todas.

 

Rotação

 

O sol faz uma rotação completa em aproximadamente um mês. Mas como o sol é um corpo gasoso, as partes diferentes do sol giram em rítmos diferentes. O gás perto do equador do sol toma aproximadamente 25 dias para concluir uma volta, enquanto o gás em mais altas latitudes pode levar pouco mais de 28 dias. O eixo de rotação do sol é inclinado em alguns graus em relação ao eixo da órbita de Terra. Então, pode-se ver da Terra o pólo geográfico norte ou sul do sol.

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14
fev
09

SOL – Parte III

Produção de energia

 

A maior parte da energia emitida pelo sol é a luz visível e uma forma relacionada da radiação conhecida como raios infravermelhos, que sentimos como calor. A luz visível e os raios infravermelhos são duas formas da radiação eletromagnética. O sol também emite a radiação de partículas, composta na maior parte por prótons e elétrons.

 

Radiação eletromagnética

 

A radiação eletromagnética compõe-se da energia elétrica e magnética. Podemos pensar nesta radiação como ondas de energia ou como “pacotes” parecidos com uma partícula de energia, os chamados fótons. 

 

A luz visível, raios infravermelhos e outras formas de radiação eletromagnética diferenciam-se na sua energia. Seis bandas de energia surgem em todo o espectro (amplitude) da energia eletromagnética. Do menos energético ao mais energético são eles: ondas de rádio, raios infravermelhos, luz visível, raios ultravioletas, raios X e raios gama. Considera-se em alguns casos as microondas, que são ondas de rádio de alta energia, como uma banda separada. O sol emite radiação de cada um desses tipos em seu espectro.

 

A quantidade de energia em ondas eletromagnéticas está diretamente relacionada ao seu comprimento de onda, a distância entre cristas de onda sucessivas. Quanto mais energética a radiação, mais curto o comprimento de onda. Por exemplo, os raios de gama têm comprimentos de onda mais curtos do que as ondas de rádio. A energia em um fóton está relacionada à posição do fóton no espectro. Por exemplo, um fóton de raio de gama tem mais energia que um fóton de energia de rádio.

 

Todas as formas de radiação eletromagnética viajam pelo espaço na mesma velocidade, comumente conhecida como a velocidade da luz:299,792 quilômetros por segundo. Nesta velocidade, um fóton emitido pelo sol leva aproximadamente 8 minutos para chegar à Terra.

 

O total de energia que atinge o limite superior da atmosfera na superficie de 1cm², perpendicularmente aos raios solares e durante um minuto, é conhecido como a constante solar. Este montante é aproximadamente 1,370 watts por metro quadrado, mas só aproximadamente 40 % desta radiação chegam a superfície de Terra. A atmosfera bloqueia parte da radiação visível e infravermelha, quase todos os raios ultravioletas e todos os raios X e raios gama. No entanto, quase toda a energia de rádio atinge a superfície de Terra.

 

 

A radiação emitida pelo sol pode afetar equipamentos na Terra

A radiação emitida pelo sol pode afetar equipamentos na Terra

 

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14
fev
09

SOL – Parte II

Composição

O sol, como a maior parte de outras estrelas, é composto em sua maior parte por átomos do elemento químico hidrogênio. O segundo elemento mais abundante no sol é o hélio, e quase toda a matéria restante compõe-se de átomos de sete outros elementos. Para cada milhão de átomos de hidrogênio no sol há 98000 átomos de hélio, 850 de oxigênio, 360 de carbono, 120 de néon, 110 de nitrogênio, 40 de magnésio, 35 de ferro, e 35 de silício. Portanto, aproximadamente 94 por cento dos átomos são de hidrogênio, e 0.1 por cento são outros elementos que não hidrogênio ou hélio. Mas o hidrogênio é o mais leve de todos os elementos e, portanto, é responsável por cerca de 72% da massa. O hélio compõe aproximadamente 26 por cento.

O interior do sol e a maior parte da sua atmosfera compõem-se de plasma. O plasma é basicamente um gás cuja temperatura foi elevada a tão alto nível que fica sensível ao magnetismo. Os cientistas acentuam a diferença no comportamento entre o plasma e outros gases. Eles dizem que o plasma é um quarto estado de matéria, ao lado de sólido, líquido, e gasoso. Em geral, a distinção entre plasma e gás só é feita quando tecnicamente necessária.

Plasma Solar

Plasma Solar

A diferença essencial entre o plasma e outro gás é um efeito do aumento de temperatura: Este aumento faz os átomos de gás se “desconstruírem”. O que resta – o plasma – compõe-se de átomos eletricamente carregados (chamados íons) e partículas eletricamente carregadas (chamadas elétrons) que se deslocam independentemente.

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13
fev
09

SOL

O Sol é uma enorme bola de gás incandescente no centro do nosso sistema solar. Ele fornece a luz, o calor, e outras energias à Terra. O sol é composto inteiramente de gás, sendo sua maior parte um tipo que é sensível ao magnetismo. Esta sensibilidade faz este tipo de gás tão especial que os cientistas às vezes o chamam de plasma. Nove planetas e seus satélites, dezenas de milhares de asteróides, e trilhões de cometas giram em volta do sol. Todos esses objetos juntos compõe o sistema solar. A Terra viaja ao redor do sol em uma distância média de aproximadamente 149,600,000 quilômetros dele.

O raio do sol (distância do seu centro à sua superfície) é de aproximadamente 695,500 quilômetros, aproximadamente 109 vezes o raio de Terra. Para compreender um pouco melhor os tamanhos relativos do sol e Terra e a distância entre eles, suponha que o raio da Terra seja a largura de um clipe de papel ordinário. O raio do sol seria mais ou menos a altura de uma escrivaninha, e o sol estaria a, aproximadamente, 100 passos da Terra.

A parte do sol que vemos tem uma temperatura de aproximadamente 5500 graus C. Os astrônomos  usam uma unidade métrica chamaram Kelvin para medir temperaturas de estrelas (abreviada K). Um grau Kelvin é exatamente igual a 1 grau centígrado, mas Kelvin e a escala Celsius começam em pontos diferentes. A escala Kelvin começa no zero absoluto, que é -273.15 graus C. Então, a temperatura da superfície solar é de aproximadamente 5800 K. As temperaturas no núcleo do sol chegam a mais de 15 milhões de K.

A energia do sol vem de reações de fusão nucleare que ocorrem dentro de seu núcleo. Em uma reação de fusão, dois núcleos atômicos juntam-se, criando um novo núcleo. A fusão produz energia convertendo matéria nuclear em energia.

O sol, assim como a Terra, é magnético. Os cientistas descrevem o magnetismo de um objeto em termos de campo magnético. Isto é uma região que inclui todo o espaço ocupado pelo objeto grande parte do espaço que o circunda. Os físicos definem um campo magnético como a região na qual uma força magnética pode ser encontrada – como com uma bússola. O quão magnético um objeto é é determinado pela força de seu campo. Isto é uma medida da força que o campo exerceria em um objeto magnético (como uma agulha de bússola, por exemplo). A força típica do campo do sol é cerca de duas vezes o do campo terrestre.

Mas o campo magnético do sol fica altamente concentrado em pequenas regiões, com forças até 3,000 vezes maiores que a força média. Essas regiões modelam a matéria solar para criar várias características na superfície do sol e na sua atmosfera, a parte que podemos ver. Essas características variam de estruturas relativamente frias e escuras conhecidas como manchas solares a erupções espetaculares e ejeções de massa da coroa.

Coroa solar

Coroa Solar

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