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Nossa Estrela: O Sol. Adriana Válio Roque da Silva Centro de Rádio Astronomia e Astrofísica Mackenzie Universidade Presbiteriana Mackenzie. O Sol. Parâmetros físicos do sol Estrutura solar Evolução solar Campo magnético solar Atividade solar: explosões solares ejeção de massa coronal

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nossa estrela o sol

Nossa Estrela: O Sol

Adriana Válio Roque da Silva

Centro de Rádio Astronomia e Astrofísica Mackenzie

Universidade Presbiteriana Mackenzie

o sol
O Sol
  • Parâmetros físicos do sol
  • Estrutura solar
  • Evolução solar
  • Campo magnético solar
  • Atividade solar:
    • explosões solares
    • ejeção de massa coronal
    • relações Sol-Terra
estrutura do interior solar
Estrutura do interior solar
  • Núcleo: 10% da massa solar, T=15 milhões K  reações termo-nucleares (4H  He)
  • Camada radiativa: ener-gia flui por radiação (10% até 70% do raio solar)
  • Camada convectiva: energia flui por convecção T<10,000 K (70% do raio solar até a superfície)
convec o
Convecção
  • Clique na figura acima para ver a animação das células convectivas na superfície do Sol.
atmosfera solar1
Atmosfera solar
  • Fotosfera: superfície até 300 km, T=5800 K, manchas solares
  • Cromosfera: 10,000 km acima da superfície, T=15,000 K, cor aver-melhada em eclipses
  • Coroa: até 2 raios solares, T=2-4 milhões K, vento solar
coroa
Coroa
  • Observada a olho nu durante eclipses sola-res
  • Bastante difusa (baixa densidade)
  • Inomogênea
  • T=2 a 4 milhões K
aquecimento da coroa
Aquecimento da coroa
  • Na atmosfera, a temperatura das ca-madas mais exter-nas aumenta.
  • Ainda é um proble-ma em aberto
    • qual é a fonte de energia?
espectro eletromagn tico
Espectro Eletromagnético

visível

Ondas eletro-magnéticas: des-de pequenos com-primentos de onda (raios gama) até km (rádio)

comprimento de onda

o sol em v rios comprimentos de onda
O Sol em vários comprimentos de onda
  • Fotosfera

(luz branca)

  • Cromosfera

(Ha)

  • Baixa coroa

(17 GHz)

o sol em v rios comprimentos de onda1
O Sol em vários comprimentos de onda
  • Cromosfera

(ultra-violeta)

  • Baixa coroa

(UV extremo)

  • Coroa (raio-X)
camadas
Camadas
  • Clique na figura acima para ver a animação das camadas da atmosfera do Sol.
forma o do sol
Formação do Sol
  • Formação: 10 milhões de anos
    • nuvem molecular em forma de disco
    • o proto-sol no centro e proto-planetas ao redor formaram-se simulta-neamente
    • quando temperatura no centro alta suficiente  nasce uma estrela
  • Clique na figura acima para ver a animação da formação do sistema solar
maturidade do sol
Maturidade do sol
  • Seqüência principal: 10 bilhões de anos
    • Hoje: estrela comum com idade de 4.6 bilhões de anos
    • conversão de H em He no núcleo pelas reações nucleares
    • equilíbrio hidrostático:

pressão do gás = pressão gravitacional

futuro do sol
Futuro do Sol
  • Gigante vermelha:1.5 bilhões de anos
    • esgota-se o H do núcleo  inicia-se a fusão do He em C
    • raio 3 vezes maior
  • Super gigante vermelha:250 milhões de anos
    • esgota-se o He no núcleo
    • queima de He em C em casca esférica ao redor do núcleo
    • raio é 100 vezes maior  engloba a órbita da Terra
est gios finais
Estágios finais
  • Nebulosa planetária:
    • 1/3 da massa é ejetada
    • camadas internas são expostas
  • Nebulosa da Hélice
an branca
Anã Branca
  • núcleo da nebulosa planetária (carbono)
  • raio igual ao da Terra
  • T = 10,000 K até esfriar completamente (trilhões de anos)
atividade solar1
Atividade Solar

mancha solar

ciclo de atividade solar
Ciclo de atividade solar
  • Ciclo de atividade:
    • percebeu-se que o número de manchas solares era cíclico
    • duração de 11 anos
    • medidas desde 1600
    • atualmente estamos em um máximo
m ximo de atividade
Máximo de atividade

Próximo máximo de atividade solar por volta de 2000-2001

ciclo solar em raio x
Ciclo solar em raio-X

1996

  • Montagem de imagens tomadas a cada 6 meses durante 6 anos.

1991

campo magn tico solar
Campo magnético solar
  • Campo tradicional de dipolo
  • Rotação diferencial: 28 (equador) e 31 dias (pólos)
  • Campo responsável pelas regiões ativas
  • B inverte de polaridade a cada 22 anos (ciclo de Babcock)
campo magn tico
Campo magnético

região ativa

(mancha solar)

  • arcos magnéticos observados no UV pelo satélite TRACE
atividade solar2
Atividade Solar
  • Devido ao campo magnético
  • Duração de 11 anos
  • Manifestações:
    • Manchas solares
    • Explosões solares
    • Ejeções de massas coronais
manchas solares
Manchas solares
  • Manchas escuras nas imagens do sol em luz visível
  • mais frias do que a superfície ao redor
  • regiões de altas concentrações de campo magnético
explos o solar
Explosão solar
  • Súbita liberação de grandes quantidades de energia (segundos a minutos)
  • aquece o plasma local
  • acelera partículas a al-tas energias e produz grande quantidade de radiação e partículas
  • fonte de energia  campo magnético
  • Clique na figura acima para ver a animação da explosão.
explos o uv
Explosão (UV)
  • Clique na figura para ver a animação da explosão.
eje o de massa coronal
Ejeção de Massa Coronal
  • Associadas às proe-minências solares
  • matéria (elétrons, prótons e íons) é arremessada para o meio interplanetário
  • pode atingir a Terra
intera o com a terra
Interação com a Terra
  • Quando a radiação e partículas produzidas pela atividade solar alcançam a Terra, estas podem causar:
    • doses letais de ra-diação X para as-tronautas
    • alteração nas ór-bitas de satélites
tempestade eletromagn tica
Tempestade eletromagnética
  • alterações na ionosfera afetam as comunica-ções de longa distância
  • picos de correntes nas linhas de alta tensão
  • comportamento errático de instrumentos de na-vegação
  • alterações na camada de ozônio
  • auroras
auroras
Auroras
  • Partículas acelera-das do sol entram na atmosfera solar pelos pólos
  • Interagem com os átomos da alta at-mosfera causando emissão colorida
quest es em aberto
Questões em aberto
  • Aquecimento da coroa solar
  • Previsão de quando ocorrerão:
    • explosões solares
    • ejeções de massa coronal
  • Causas da atividade solar
    • configuração do campo magnético
    • como e onde energia das explosões é armazenada
    • mecanismo de aceleração das partículas