Călătorie prin Sistemul Solar | Episodul 1 | Soarele
ZdV prezintă, în episoade, cele mai interesante elemente ale sistemului nostru Solar, împreună cu principalele lor caracteristici. Începem această serie astăzi, cu un articol amplu despre Soare. Pentru cei ce vor să exploreze grafic suprafețele corpurilor cerești, într-un mod de învățare dinamic, vom atașa câte o astfel de recomandare la finalul fiecărui articol.
Deși este o stea de dimensiune mijlocie, Soarele reprezintă 99,8% din masa întregului nostru sistem solar, fiind situat chiar în centrul acestuia. Conexiunea și interacțiunea dintre Soare și Pământ generează anotimpurile, curenții oceanici, clima, vremea și aurorele. Deși pentru noi este special, există miliarde de stele precum Soarele în Calea Lactee.
În jurul Soarelui se rotesc 8 planete, 5 planete pitice, 171 de sateliţi ai planetelor, sute de mii de asteroizi şi câteva mii de comete. Aceste cifre se referă la obiectele descoperite, existând posibilitatea să existe multe alte asemenea obiecte.
Planetele sunt: Mercur, Venus, Terra, Marte, Jupiter, Saturn, Uranus şi Neptun. Numele lor vin din mitologia greco-romană, în afara de numele de Terra.
Planetele pitice sunt: Ceres, Pluto, Eris, Makemake și Haumea.
Soarele este un corp cosmic imens, masiv, ce generează energie prin reacțiile nucleare ce se produc în nucleu. Din cauza masei mari, interiorul Soarelui este foarte fierbinte, acolo având loc procesul de fuziune nucleară. Acest proces creează energie, emisă de Soare în domeniul vizibil, dar şi în alte lungimi de undă.
Importanța sa pentru viața de pe Terra? Fără Soare, noi nu am exista. Totuși, Soarele poate deveni periculos, fiind nevoie să îl monitorizăm în continuu. Chiar dacă vom mai primi aceeași energie de la Soare încă 4 miliarde de ani, viața pe Terra se află pe muchie de cuțit.
Atmosfera planetei noastre ne protejează de radiațiile ce vin din Cosmos și de la Soare, dar noi avem un efect distructiv asupra acesteia: producem gaze dăunătoare atmosferei și defrișăm vegetația ce elimină dioxidul de carbon din aer. Viața în viitorul apropiat de pe Terra depinde de noi, dar la scară mare depindem de modul în care se va schimba Soarele.
Energia Soarelui
Soarele este o stea ce strălucește datorită energiei ce se produce în interiorul său. Toate corpurile din sistemul solar primesc lumină și energie de la Soare. Fără acesta, ar fi beznă totală. Radiația emisă de Soare ajunge la Pământ în 8,3 minute, timp în care cu viteza luminii (300.000 km/s) se parcug cei 150 milioane de km dintre cele două corpuri. Astfel, observăm Soarele cu o întârziere de 8,3 minute.
Foto: Modul în care se produce energia în Soare - varianta simplificată
Pentru că este o stea, Soarele este compus numai din gaz, mare parte hidrogen (71%), heliu (27%), alte 2% fiind în mare parte carbon, azot și oxigen. Energia se produce în interiorul Soarelui, în nucleu, unde materia este foarte densă și fierbinte. Temperatura acolo este de 15 milioane de grade (15.000.000 K), iar densitatea este de 200 de miliarde de ori mai mare decât pe Terra. În aceste condiții, nucleele de hidrogen se ciocnesc și se unesc, formând nuclee de heliu. Este nevoie de patru nuclee de hidrogen ca să se producă unul de heliu.
În urma fuzionării (lipirii) nucleelor de hidrogen se emite energie, iar pentru că nucleul de heliu este mai ușor decât cele patru de hidrogen, diferența de masă se transformă și ea în energie după formula E=mc2. Soarele, care are o masă de 330.000 de ori mai mare decât a planetei noastre, transformă în fiecare secundă 6 sute de mii de milioane de tone de hidrogen în heliu. De aici energia imensă produsă de acesta. Această reacție se produce de 4,6 miliarde de ani și se va mai produce încă 3 miliarde de ani.
Transportul energiei și structura Soarelui
Foto: Straturile Soarelui. ( Ilustrație: satelitul solar SOHO)
În straturile exterioare ale Soarelui, energia este transportată prin convecție. În zona convectivă, mai puţin densă, se formează curenţi în gaz. Gazul fierbinte urcă la suprafaţă, se răceşte, după care coboară iar în interior, sub formă de coloane. Aceste coloane gigantice, de maxim 2000 km diametru se pot vedea ca o granulaţie. Granulele au o viaţă de 10-15 minute. Granulele se pot observa la suprafața Soarelui, numită fotosferă. Aici, temperatura este de numai 5500 grade, iar fotonii devin vizibli pentru prima oară.
Soarele pare o sferă perfectă când privim fotosfera, pentru că aceasta are numai 500 km grosime. Este un strat foarte fin, comparat cu diametrul de 139.000.000 km al Soarelui. Numai dacă observăm Soarele în alte lungimi de undă putem vedea cât de dinamic este.
Regiunile exterioare
Regiunile exterioare ale Soarelui, adică orice se află deasupra fotosferei, sunt mai fierbinți decât restul (în afară de nucleu), nu mai reci, cum ar fi de așteptat. Motivul creșterii temperaturii nu este cunoscut, dar se bănuiește că este datorată câmpului magnetic.
Foto: Coroana solară la eclipsa de Soare din 11 august 1999. Coroana este regiunea difuză din jurul Soarelui acoperit de Lună. ( Credit: Luc Viatour)
Temperatura crește de la baza spre marginea exterioară a cromosferei, regiune aflată deasupra fotosferei. Cromosfera este stratul ce se poate vedea în timpul eclipselor de Soare, ca un inel îngust de culoare roșie. Atomii de hidrogen, din cauza temperaturii foarte mari, emit lumină în partea roșie a spectrului. La baza cromosferei, temperatura este de 6000 grade, iar la marginea superioară de 50.000 de grade.
Atmosfera exterioară a Soarelui se numește coroană și se poate vedea foarte ușor în timpul eclipselor totale de Soare. Coroana are un aspect difuz, având culoare albicioasă. Este foarte spectaculoasă în timpul totalității, dar în restul timpului se pierde în lumina Soarelui. Coroana se întinde pe milioane de km depărtare de Soare și atinge peste 1 milion de grade. Forma acesteia variază în funcție de activitatea Soarelui. Când activitatea este la maxim, coroana este dispusă mai mult în jurul ecuatorului solar. La minim de activitate însă, coroana înconjoară tot discul solar, mai puțin regiunile polare. Se pare că mereu există niște goluri în coroană, pe unde liniile de câmp magnetic scapă în spațiu.
Vântul solar
Vântul solar este emis în continuu și ajunge chiar și la planeta noastră. Cu portocaliu și roșu este trecut vântul solar, iar cu albastru câmpul magnetic al Pământului.
La temperatura înaltă din Soare, materia este ionizată, adică mulți dintre electroni au prea multă energie pentru a fi captați de nucleele atomice. Astfel, materia există într-o stare numită plasmă, un ocean de particule încărcate electric. Mișcarea acestor particule produce un câmp magnetic foarte puternic care influențează Soarele în toate modurile posibile.
Soarele emite continuu în spațiu particule incărcate electric (electroni și protoni). Această emisie de particule elementare a primit numele de vânt solar. Vântul solar se deplasează dinspre Soare înspre sistemul solar și intreacționează cu toate planetele. Viteza acestuia la ecuator este de 400 km/s, iar părțile mai active atinge și 750 km/s. Numărul total de particule emise de Soare prin vântul solar este de 1,3x1031 în fiecare secundă. Aceasta înseamnă că în fiecare oră Soarele pierde 6,7 miliarde de tone de materie.
Particulele încărcate electric nu pot trece de câmpul magnetic al Soarelui cu ușurință. Astfel vântul solar este reglat de câmpul magnetic. Uneori liniile de câmp magnetic se rup în regiunile găurilor coronale, iar electronii și protonii ce constituie vântul solar scapă în sistemul solar.
Uneori, Soarele emite mari cantități de plasmă, brusc, în timpul erupțiilor solare. Erupțiile se produc în regiunile unde sunt pete solare. Liniile de câmp magnetic, foarte puternice în zonele unde se formează pete, se rup și se reconectează. Energia emisă de o erupție solară este echivalentă cu câteva miliarde de bombe atomice (aproximativ 1025 jouli). Erupțiile alimentează vântul solar și energia acestuia crește enorm. Astfel iau naștere cele mai mari emisii de vânt solar, numite ejecții coronale de masă. Acestea, dacă sunt îndreptate spre planeta noastră, pot strica partea electrică a sateliților sau a sondelor spațiale sau pot interfera cu rețelele de distribuție a energiei electrice.
Ce putem vedea pe Soare
În afară de discul solar, se pot observa şi alte detalii:
- petele solare - sunt regiuni mai reci decât restul suprafeţei solare ce apar (prin contrast) mai întunecate decât aceasta; câmpul magnetic al Soarelui ţine prizonier gazul aflat la suprafaţă; din acest motiv, gazul se răceşte;
- erupţiile solare - există mai multe feluri de erupţii solare; cele mai spectaculoase sunt ejecţiiile coronale de masă, cantităţi imense de particule emanate de Soare continuu; acestea pot fi observate în imaginile de jos, unde discul solar este acoperit; la o scară mai mică se pot observa filamentele; acestea sunt cantităţi de plasmă ce scapă de câmpul magnetic al Soarelui;
- regiuni întunecate, sunt găuri în coroana solară, produse de câmpul magnetic foarte intens; prin aceste găuri coronale erup cantități imense de gaz;
Soarele în mitologia greacă
Soarele apare des în mitologie, fiind sursă de inspirație pentru culturile din întreaga lume, de la Egiptul Antic și Aztecii din Mexic, la triburile din America de Nord și de Sud, China sau Grecia Antică.
Helios, „Soarele”, era în mitologia greacă o divinitate solară, asemănătoare (uneori identificată) cu Apollo. Aparținea generației preolimpiene: era fiul lui Hyperion și al Theiei și frate cu Selene și cu Eos. Helios, închipuit ca un tânăr frumos și puternic, este zeul care aude și vede totul. Vestit de Aurora, care-l precede, el străbate zilnic bolta cerească pe carul său tras de patru cai iuți. Seara Helios coboară în apele oceanului, unde-și scaldă și-și răcorește caii înfierbântați, el însuși odihnindu-se într-un palat de aur, de unde pornește din nou la drum în ziua următoare.
În discuțiile dintre cercetători, Soarele este desemnat uneori și prin numele său latin, "Sol", sau grecesc, "Helios". Simbolul lui astronomic este un cerc cu un punct în centru:
Pentru a accesa harta interactivă a Sistemului nostru solar, dați click aici, apoi pe butonul indicat cu galben mai jos:
Surse:
Observatorul Astronomic „Amiral Vasile Urseanu”
Anunțuri ZdV Premium
De același autor
