El Sol, el nostre estel

Enric Marco
Aula d'Astronomia, Universitat de València

Image of the solar
system

El nostre Sistema Solar està composat pel Sol, els nou planetes (la Terra i altres huit), el cinturó d'asteroides i els cometes. El Sol es troba a uns 150 milions de quilòmetres de la Terra, encara que aquesta distància varia lleugerament al llarg de l'any ja que l'òrbita de la Terra és una el.lipse.

El Sol és un estel mitjà. Hi ha estels que són molt més calents i d'altres són molt més freds. N'hi ha que brillen intrínsicament més que el Sol o molt menys que aquest. Tanmateix, en ser el Sol l'estel més pròxim a la Terra, ens sembla molt més gran i brillant que qualsevol altre. Amb un diàmetre de 1.4 milions de quilòmetres, caldria posar-hi 110 Terres alineades per obtenir aquesta longitud. Image of the size of the Earth
relative to the Sun
El Sol està composat principalment d'hidrogen, amb un 92.1% d'àtoms i el 75% de la massa. L'heli pot trobar-se també en una proporció de 7.8% d'àtoms i un 25% de la massa. L'altre 0.1% està composat d'elements més pesants, principalment carboni, nitrogen, oxigen, neó, magnesi, silici i ferro. El Sol no és ni un sòlid ni un gas sinó un plasma. Aquest plasma és tènue i gasós prop de la superfície, però esdevé més i més dens en anar cap al seu centre, el nucli de fusió.
Image of the various layers
of the Sun Com es mostra en la il.lustració de l'esquerra, es pot dividir-se en sis capes. Des del centre cap a fora aquestes capes són:
  • l'interior solar està composat pel nucli, que ocupa la quarta part més interna del radi solar, la zona radiativa, i la zona convectiva.
  • l'atmosfera està formada per la capa visible del Sol, de nom fotosfera, la cromosfera i finalment la capa més externa, la corona. Més enllà, el vent solar constituït per partícules s'extén per tot el sistema solar.
La seua energia, fruit del procés de la fusió en el nucli solar, produeix tot el calor i llum que rebem en la Terra. El procés pel qual l'energia s'escapa del Sol és molt complex. Com que no podem veure a dins del Sol, la majoria del que els astrònoms coneixen ve de combinar models teòrics de l'interior solar amb dades observacionals com la massa, la temperatura superficial i la lluminositat, que és la quantitat total d'energia que escapa de la superfície. fusion
Tota l'energia que detectem com a llum i calor s'origina en reaccions nuclears en el nucli el qual té una grandària d'aproximadament un quart del radi solar i una temperatura d'uns 15 milions de graus. Sobre aquest nucli, se superposen diverses capes concèntriques amb propietats diferents. En la capa més profunda, directament sobre el nucli, l'energia és transportada per radiació. La radiació no viatja directament cap amunt, ja que en aquesta zona de l'interior solar la densitat del plasma és molt alta i la radiació xoca moltes vegades amb les partícules fent un camí en ziga-zaga que la duu cap a l'exterior. La radiació triga uns 170 mil anys en aconseguir arribar a la part superior de la zona de convecció!
En la part superior de la zona de radiació, on la temperatura cau per sota dels 2 milions de graus, el plasma és massa fred i opac per a permetre que passe la radiació. En aquesta zona s'escalfa el material i es formen enormes bambolles de plasma calent que pugen cap a la superfície, de manera similar a com es formen les bambolles en una cassola d'aigua bullint. El calor es transporta per convecció. En aquest cas l'energia es transporta molt ràpidament cap a les capes superiors.
La superfície visible del Sol, la fotosfera, està només a uns 6 000 graus. Just sobre la fotosfera es troba una capa fina anomenada cromosfera. El nom cromosfera prové del grec chromos, que significa color. Pot ser observada en la llum roja de l'hidrogen alfa que apareix, per tant, roig brillant. Sobre la superfície hi ha una capa de plasma calent anomenada corona. La corona es troba a 2 milion de graus, molt més calenta que la superfície visible, i és, fins i tot, més calenta que una erupció solar. El motiu pel qual l'atmosfera es troba tan calenta ha estat un misteri durant dècades. Les dades obtingudes per l'observatori espacial SOHO estan ajudant a resoldre-ho.
El Sol no és només una gran bola de plasma calent. Poseeix un camp magnètic complicat i canviant que forma taques i regions actives. La forma en què es troben les línies magnètiques canvia, a vegades, de forma explosiva llançant núvols de plasma i partícules energètiques a l'espai, les quals poden arribar a la Terra.
El camp magnètic solar canvia amb un cicle d'11 anys. A cada cicle solar, el nombre de taques, erupcions, i tempestes solars augmenta fins a un màxim, que és conegut com màxim solar. Aleshores, després d'uns pocs anys, el Sol arriba a un estadi de baixa activitat, que es coneix com mínim solar. Image of the Solar Cycle
Creiem que els estels com el Sol brillen durant uns 10 000 milions d'anys. El Sol té uns 4 500 milions d'anys, la qual cosa es coneix a partir de l'edat de les roques de la Lluna. La teoria d'evolució estel.lar prediu que el Sol es convertirà en un gegant roig en uns 5 000 milions d'anys.

Mira aquest enllaços per aprendre més coses sobre el Sol...

http://sohowww.estec.esa.nl/
(Observatori SOHO)
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/sunfact.html
(Dades del Sol)
http://www. seds.org/nineplanets/tnp/sol.html
(The Nine Planets: El Sol)
http://www.astro.uva.nl/demo/sun/home.htm
(The Virtual Sun: El nucli)
http://www.kis.uni-freiburg.de/~pnb/granmovtext1.html
(Pel.lícules de cel.les convectives en el Sol)

Text adaptat d'un text de SOHO