O sol

1. O sol

2. A origem do Sol Uma nuvem de gás em contracção Há cerca de cinco biliões de anos, uma nublosa (uma concentração d gases e poeiras luminosas) começou a aglutinar-se e a contrair-se. Tal como aconteceu com a massa da pizza que se põe a girar no ar, esta nublosa transformou-se num disco achatado, com um bojo no centro. A força da gravidade Enquanto a nublosa continuava a girar, a força da gravidade atraia matéria para o centro. Cada vez mais átomos de gás caíam no núcleo, aumentando a sua densidade e a sua temperatura. Em consequência disso, o núcleo interior ficou incandescente. Quase uma estrela Ao contrair-se ainda mais, o núcleo incandescente ficou com um tamanho 50 vezes superior ao que o sol tem hoje. Continuaram a cair átomos no núcleo, onde a intensidade da força da gravidade começou aesmaga-los. Nasce uma estrela Depois de ter diminuído durante 10 milhões de anos, o Sol recém-nascido estabilizou com um tamanho ligeiramente superior ao actual. A temperatura do núcleo tinha atingido os 10 milhões de graus kelvin e iniciaram-se as reacções nucleares. O sol actual Actualmente com 4,6 biliões de anos, o Sol já queimou cerca de metade do hidrogénio do seu núcleo. Este processo prolongar-se-á por mais cinco biliões de anos.

3. Nesta fotografia em cima está representado a nebulosa que deu origem ao sistema solar.

4. Idade do sol Luminosidade Diâmetro Temperatura do núcleo 1.000 anos 500 vezes superior á actual 72 milhões de km 15.000 graus K 10.000 anos 90 vezes superior á actual 29 milhões de km 75.000 graus K 100.000 anos 10 vezes superior á actual 11 milhões de km 800.000 graus K 1 milhão de anos O dobro da actual 6.5 milhões de km 4 milhões de graus K 100 milhões de anos Dois terços da actual 1.300.00 km 15 milhões de graus K 4.6 biliões de anos (hoje) O dobro da das estrelas médias da galáxia 1.391.960 km 15 milhões de graus K A evolução do sol ao longo dos tempos

5. A evolução do sol ao longo dos tempos

6. De que é feito o sol? Como uma cebola incandescente, 110 vezes maior do que a Terra, o sol é constituído por várias camadas em torno do de um núcleo. O hidrogénio constitui cerca de três quartos do sol e o hélio cerca de um quarto, restando uma pequena fracção de outros elementos. A quantidade total de matéria do sol, ou massa, é pequena quando comparada com o volume ou a quantidade de espaço que ocupa, o que significa que tem uma densidade baixa. Mas no núcleo, a matéria está tão densamente comprimida que um pedaço do tamanho de uma noz pesaria mais que uma melancia. A energia proveniente do fogo do núcleo erradia através de uma camada intermédia. Seguidamente há uma zona de convecção que transfere o calor da região interior para a superfície ou fotosfera, a parte do sol visível da Terra. Acima da fotosfera ficam duas camadas de atmosfera: a cromosfera e a coroa, que normalmente não são visíveis.

7. A estrutura do sol O sol é fundamentalmente composto por hidrogénio (cerca de 70%), hélio (cerca de 29%), e uma certa quantidade de elementos pesados (cerca de 1%). O núcleo do Sol, de 400 000 km de diâmetro, é a região da estrela em que se concentram cerca de 60% da sua massa, com uma temperatura da ordem dos 25 milhões de graus. Nesta região ocorrem os processos termonucleares que geram a energia emitida pelo Sol e que é radiada em direcção à superfície, até uma distância de 100 000 km do seu centro, região a partir da qual emerge até à superfície da estrela por convecção da matéria que forma as camadas situadas por cima do núcleo (região convectiva): A região situada por cima dela, a fotosfera, tem uma temperatura de 6000º e apresenta um aspecto sarapintado devido à estrutura celular que é atribuída a fortes correntes verticais de convecção (com velocidades de até um 1km/s) e que recebe o nome de granulação. Nessa região produzem-se as manchas solares. A região situada por cima da fotosfera, a cromosfera, é quase transparente à passagem da energia solar, tem vários milhares de quilómetros de espessura, e a temperatura aumenta até alcançar 45 000º no fundo e um milhão de graus nas camadas exteriores, enquanto a densidade da matéria que a compõe (gases altamente rarefeitos) vai decrescendo. A região mais externa do Sol é a chamada coroa solar e estende-se pelo meio interplanetário onde o vento solar transporta as partículas atómicas até aos confins do sistema. Tem uma espessura de poucos quilómetros. Apresenta duas camadas bem diferenciadas, a interna ou coroa interior, composta por correntes de partículas atómicas que seguem as linhas do campo magnético da superfície solar, e a externa ou coroa exterior, com uma temperatura ainda elevada, de um milhão de graus, embora a densidade das partículas que a formam seja muito menor em comparação com a interior.

8. A estrutura do sol

9. As manchas solares As manchas solares são manchas escuras que aparecem na superfície do Sol, devidas, segundo se crê, a depressões da fotosfera solar e foram descobertas por Galileu Galilei e David Fabricius (1564-1617) em 1610. A sua estrutura é composta por um núcleo escuro, chamado sombra, rodeado por um halo mais claro que tem o nome de penumbra. As manchas desenvolvem-se a partir de pequenos poros e estendem-se frequentemente por grandes superfícies, formando grupos. A vida das manchas solares vai de alguns dias até vários meses. Actualmente, considera-se que têm a sua origem em processos turbulentos de correntes nas quais se geram campos magnéticos que chegam a alcançar intensidades enormes; a temperatura no núcleo das manchas é aproximadamente 1500º mais baixa do que a da fotosfera. O fenómeno da aparição de manchas solares associa-se igualmente ou das fagulhas, zonas de forma irregular compostas por nuvens de hidrogénio de elevada temperatura e grande luminosidade. Várias manchas solares

10. Na fotografia em cima, está representado o número de manchas solares do actual ciclo solar que parece ter atingido um máximo em meados do ano 2002 e novamente, no final do ano de 2001.

11. Os eclipses do sol Os eclipses do Sol são fenómenos que se produzem quando a Lua se interpõe entre ele e a Terra. Podemos distinguir três tipos diferentes de eclipses do Sol, dependendo da posição que a Terra ocupa dentro do cone de sombra criado pela interposição da Lua e que se divide em duas partes diferenciadas: a sombra e a penumbra. Quando as dimensões do Sol e da Lua são exactamente iguais a partir da Terra, produz-se o chamado eclipse total. Quando a Terra se encontra situada para além do vértice do cone de sombra, produz-se um eclipse anular, pois neste caso o tamanho aparente da Lua é um pouco menor que o do Sol, pelo que este cobre apenas parte daquele, deixando a descoberto a fotosfera solar e formando um anel brilhante ao longo do bordo lunar. Finalmente, pode verificar-se o eclipse parcial, durante o qual a Terra apenas penetra parcialmente no cone de penumbra.

12. O que faz o sol brilhar? O núcleo do Sol arde com uma intensidade muito superior a qualquer fogo terrestre. O seu calor e a sua luz provêm da fusão nuclear, um processo que funde núcleos atómicos mais leves com os mais pesados. As reacções da fusão também convertem a massa em energia, de acordo com a famosa equação de Albert Einstein: E=mc2 (a energia é igual à massa vezes o quadrado da velocidade da luz). No núcleo do Sol, o hidrogénio funde-se com o hélio, convertendo entre 3 a 4 milhões de toneladas de massa em energia, em cada segundo.

13. A fusão nuclear O núcleo de um átomo contém um ou mais protões e pode conter um ou mais neutrões. Os electrões gravitam em torno do núcleo. No interior do Sol, a pressão e o calor intensos libertam os electrões, deixando um caldeirão de núcleos expostos. A pressão e o calor também esmagam protões, forjando núcleos de hélio a partir de núcleos de hidrogénio, em três fases. Primeiro, dois núcleos de hidrogénio, que são dois protões, fundem-se para formarem um núcleo de neutrão e libertam um protão e um neutrão. Depois, o neutrão, ou núcleo de hidrogénio pesado, une-se a outro protão, para se transformar em hélio leve, libertando energia sob a forma de raio gama. Por fim, fundem-se dois núcleos de hélio leve, libertando dois dos protões. O núcleo de hélio daí resultante, constituído por dois protões e dois neutrões, contém pouco menos massa que a que os protões tinham originalmente - massa que foi convertida em energia

14. Trabalho elaborado por: Bruno Miguel 10ºA nº3 Tiago Alexandre 10ºA nº22 Fim