Sol

Figura 1. Uma imagem do Sol.

O Sol é a estrela no centro do nosso sistema solar. É sobretudo hidrogénio – cerca de três quartos da sua massa total – e hélio – cerca de um quarto da sua massa total. O resto da sua massa são outros elementos encontrados em quantidades muito menores, somando pouco menos de dois por cento da massa do Sol. Estes elementos incluem carbono, azoto, oxigénio, néon, magnésio, silício, enxofre, e ferro. Encontram-se mais de 50 outros elementos em quantidades vestigiais. A temperatura da superfície do Sol é de 5778 K (5505°C).

Energia do Sol

A energia do Sol é vital para a vida na Terra. Não só permite que a vida exista, mas também é a fonte da maior parte da energia que os seres humanos utilizam. A biomassa, os combustíveis fósseis, e algumas energias renováveis como o vento e a energia solar têm origem no Sol. Os combustíveis fósseis são simplesmente energia solar armazenada numa forma secundária. A energia original do Sol é capturada através da fotossíntese e armazenada em ligações químicas à medida que as plantas crescem. Esta energia é depois libertada milhões de anos depois destas plantas se terem transformado em combustíveis fósseis. Todos os combustíveis fósseis são, em última análise, energia proveniente da luz solar. A energia solar para a Terra é significativa, mesmo depois de passar por centenas de quilómetros da atmosfera da Terra. A radiação solar que chega à Terra tem uma quantidade significativa de energia. Em plena intensidade, a energia solar para a Terra na superfície da atmosfera superior é de cerca de 1367 W/m2. Tendo em conta o facto de apenas metade da Terra estar virada para o Sol, bem como a contabilização das diferentes quantidades de luz solar que atingem diferentes latitudes e a quantidade de atmosfera pela qual a luz solar tem de passar, a potência média ascende a cerca de 340 W/m2.

Além de fornecer energia, a energia do Sol aquece a Terra até um ponto em que é habitável (a estrutura da atmosfera também ajuda a assegurar que o orçamento energético da Terra mantenha uma temperatura constante e habitável). O Sol também cria padrões meteorológicos, correntes oceânicas e correntes de ar.

Camadas do Sol

Satélites foram lançados para estudar o Sol continuamente. Estes satélites observam o Sol numa variedade de comprimentos de onda que ajudam a criar uma imagem que descreve o funcionamento interior do Sol. Acredita-se que o Sol é constituído por 6 regiões diferentes:

• Núcleo: O 1/5º interior do raio do Sol é conhecido como o seu núcleo. Dentro do núcleo é onde ocorre a fusão nuclear, e assim é de onde provém a energia do Sol. O núcleo tem uma alta concentração de átomos de hidrogénio a ser empurrado para o centro do Sol como resultado da gravidade. Quando um grande número de átomos de hidrogénio é empurrado para uma pequena região, estes ficam quentes – uma temperatura de cerca de 13,6 milhões de graus no interior do núcleo. Quando o hidrogénio é aquecido a estas temperaturas, eles movem-se cada vez mais depressa, colidindo uns com os outros com maior frequência. Quando os átomos de hidrogénio de movimento rápido colidem, por vezes iniciam uma reacção de fusão nuclear através da utilização de túneis quânticos.

Zona Radiativa: Esta camada é a zona que rodeia o núcleo. A energia gerada pelo processo de fusão nuclear no núcleo é sob a forma de fótons de alta energia. Estes fotões movem-se para fora através de um processo radiativo. Estes fotões movem-se rapidamente – à velocidade da luz – mas a sua frequente colisão com outras partículas resulta num movimento muito lento para fora da zona radiativa porque não tomam um caminho recto para fora.

• Zona de Convecção: Esta zona forma o invólucro exterior do Sol. A energia é transferida muito rapidamente para esta zona através de convecção. O gás mais quente da zona radiativa expande-se e sobe através da zona de convecção. Pode fazê-lo porque a zona convectiva é mais fria do que a zona radiativa, e portanto menos densa. À medida que o gás sobe, também arrefece, afundando-se de novo. À medida que se aproxima da zona radiativa, aquece novamente e sobe. Este processo repete-se, criando correntes de convecção.
• Photosphere: Esta porção do Sol é uma camada fina, e é a camada onde a luz é emitida. Assim, a fotosfera é a camada do Sol que vemos da Terra.
• Cromosfera: Esta é a camada de gás vermelho-alaranjado. Geralmente não pode ser vista a olho nu, uma vez que a luz da fotosfera a sobrepôe. Contudo, durante um eclipse solar, pode ser vista. Também pode ser visto em proeminências.
• Corona: Esta é uma camada ténue de plasma que envolve a superfície do Sol. Só pode ser vista a olho nu durante um eclipse solar. As temperaturas na coroa podem aproximar-se de dois milhões de graus.

Figure 2. Este é um modelo tridimensional do Sol fornecido pela NASA. Arraste a imagem para olhar para o Sol de diferentes ângulos.

Para mais leitura

Para mais informação sobre a energia que vem do Sol, ver:

• Fusão nuclear no Sol
• Radiação solar
• Insolação

Para mais informação sobre como esta energia é importante na Terra, ver:

• Energia solar para a Terra
• Temperatura da Terra
• Potência solar