El Sol es la Estrella

INTRODUCCIÓN

El Sol es la estrella que, por el efecto gravitacional de su masa, domina el sistema planetario que incluye a la Tierra. Es el elemento más importante en nuestro sistema solar y el objeto más grande que contiene aproximadamente el 98% de la masa total del sistema solar. Mediante la radiación de su energía electromagnética, aporta directa o indirectamente toda la energía que mantiene la vida en la Tierra, porque todo el alimento y el combustible proceden en última instancia de las plantas que utilizan la energía de la luz del Sol. A causa de su proximidad a la Tierra y como es una estrella típica, el Sol es un recurso extraordinario para el estudio de los fenómenos estelares. No se ha estudiado ninguna otra estrella con tanto detalle. La estrella más cercana al Sol está a 4,3 años luz; para observar los rasgos de su superficie comparables a los que se pueden ver de forma habitual en el Sol, se necesitaría un telescopio de casi 30 km de diámetro. Además, un telescopio así tendría que ser colocado en el espacio para evitar distorsiones causadas por la atmósfera de la Tierra.

Durante la mayor parte del tiempo que los seres humanos han estado sobre la Tierra, el Sol ha sido considerado un objeto de especial importancia, muchas culturas antiguas adoraron al Sol y muchas más reconocieron su importancia en el ciclo de la vida. Aparte de su relevancia posicional para señalar, por ejemplo, solsticios, equinoccios y eclipses, el estudio cuantitativo del Sol data del descubrimiento de las manchas solares; el estudio de sus propiedades físicas no comenzó hasta mucho más tarde. Los astrónomos chinos observaron manchas solares a simple vista ya en el año 200 a.C. Pero en 1611, Galileo utilizó el telescopio, recién inventado, para observarlas de modo sistemático. El descubrimiento de Galileo significó el comienzo de una nueva aproximación al estudio del Sol, que pasó a ser considerado un cuerpo dinámico, en evolución, y sus propiedades y variaciones pudieron ser, por tanto, comprendidas científicamente.

ORIGEN

El Sol se formó hace 4.650 millones de años y tiene combustible para 5.500 mi-llones más. Después, comenzará a hacerse más y más grande, hasta convertirse en un gigante rojo. El pasado del Sol se ha deducido de los modelos teóricos de estructura estelar. Durante sus primeros 50 millones de años, el Sol se contrajo hasta llegar a su tamaño actual. La energía liberada por el gas calentaba el interior y, cuando el centro estuvo suficientemente caliente, la contracción cesó y la combustión nuclear del hidrógeno en helio comenzó en el centro. El Sol ha estado en esta etapa de su vida durante unos 4.500 millones de años.

Las estimaciones predicen que finalmente, el sol se hundirá por su propio peso y se convertirá en una enana blanca, que puede tardar un billón de años en enfriarse. Se formó a partir de nubes de gas y polvo que contenían residuos de generaciones anteriores de estrellas. Gracias a la metalicidad de dicho gas, de su disco circular surgieron, más tarde, los planetas, asteroides y cometas del Sistema Solar.

ESTRUCTURA

De acuerdo a su estructura estelar y como toda estrella el Sol posee una forma esférica, y a causa de su lento movimiento de rotación, tiene también un leve acha-tamiento polar. Como en cualquier cuerpo masivo toda la materia que lo constituye es atraída hacia el centro del objeto por su propia fuerza gravitatoria. Sin embargo, el plasma que forma el Sol se encuentra en equilibrio ya que la creciente presión en el interior solar compensa la atracción gravitatoria produciéndose un equilibrio hidrostático. Estas enormes presiones se generan debido a la densidad del material en su núcleo y a las enormes temperaturas que se dan en él gracias a las reacciones termonucleares que allí acontecen.

Existe además de la contribución puramente térmica una de origen fotónico. Se trata de la presión de radiación, nada despreciable, que es causada por el ingente flujo de fotones emitidos en el centro del Sol.

El Sol presenta una estructura en capas esféricas o en "capas de cebolla". La frontera física y las diferencias químicas entre las distintas capas son difíciles de es-tablecer. Sin embargo, se puede establecer una función física que es diferente para cada una de las capas. En la actualidad, la astrofísica dispone de un modelo de estructura solar que explica satisfactoriamente la mayoría de los fenómenos observados.

Según este modelo, el Sol está formado por:

a) Núcleo

b) Zona radiante

c) Zona convectiva

d) Fotosfera

e) Cromosfera

f) Corona

g) Manchas solares

h) Granulación

i) Viento solar

El Núcleo: Ocupa unos 139 000 km del radio solar, 1/5 del mismo, y es en esta zona donde se verifican las reacciones termonucleares que proporcionan toda la energía que el Sol produce.

Zona Convectiva: Esta región se extiende por encima de la zona radiactiva y en ella los gases solares dejan de estar ionizados y los fotones son absorbidos con facilidad volviéndose el material opaco al transporte de radiación.

Fotosfera: La fotosfera es la zona visible donde se emite luz visible del Sol. La fotosfera se considera como la «superficie» solar y, vista a través de un telescopio, se presenta formada por gránulos brillantes que se proyectan sobre un fondo más oscuro.

Cromosfera: La cromosfera es una capa exterior a la fotosfera visualmente mucho más transparente. Su tamaño es de aproximadamente unos 10 000 km y es imposible observarla sin filtros especiales al ser eclipsada por el mayor brillo de la fotosfera.

Corona Solar: La corona solar está formada por las capas más tenues de la atmósfera superior solar. Su temperatura alcanza los millones de kelvin, una cifra muy superior a la de la capa que le sigue, la fotosfera, siendo esta inversión térmica uno de los principales enigmas de la ciencia solar reciente.

Heliósfera: La heliosfera sería la región que se extiende desde el Sol hasta más allá de Plutón y que se encuentra bajo la influencia del viento solar. Es en esta re-gión donde se extienden los efectos de las tormentas geomagnéticas y también donde se extiende el influyo del campo magnético solar.

CARACTERÍSTICAS

El Sol es el objeto más grande en el sistema solar. Contiene más del 99.8% de la masa total del Sistema Solar (Júpiter contiene la mayoría del resto). Está personifi-cado en muchas mitologías; los griegos le llamaron Helios y los romanos Sol.

El Sol está compuesto, según se cree, cerca del 75% de hidrógeno y 25% de helio por masa (92.1% de hidrógeno y 7.8% helio por número de átomos; todo el resto ("metales") son solamente 0.1%. Esto cambia lentamente con el tiempo cuando el Sol convierte el hidrógeno a helio en su centro. Las condiciones en el núcleo del Sol son extremas; la temperatura es de 15.6 millones de grados Kelvin y la presión es de 250 mil millones de atmósferas. Los gases del núcleo están comprimidos a una densidad de 150 veces más que el agua.

La superficie del Sol, llamada fotosfera está a una temperatura de unos 5800° Kelvin. Las manchas solares son regiones "frías" de solamente 3800° K y se ven oscuras solo por comparación con las regiones aledañas.

El campo magnético del Sol es muy fuerte (de acuerdo a los estándares terrestres) y muy complicado. Además del calor y la luz, el Sol también emite una corriente de baja densidad de partículas cargadas (mayormente electrones y protones), conocidos como viento solar que se propaga a través del sistema solar a 450 km./seg. El viento solar y las partículas de energía más altas lanzadas por las manchas solares pueden tener efectos dramáticos en la Tierra que van desde brincos de energía eléctrica a interferencias de radio a provocar la hermosa aurora boreal.

Las emanaciones del Sol no son completamente constantes, tampoco la cantidad de actividad de las manchas solares. Hubo un período de baja actividad de manchas en la segunda mitad del Siglo XVII llamado el Maunder Minimum. Este coincide con un período anormalmente frío al norte de Europa en ocasiones conocido como la Pequeña Era Glacial.

COMPOSICIÓN QUÍMICA

Como toda estrella el Sol posee una forma esférica, y a causa de su lento movi-miento de rotación, tiene también un leve achatamiento polar. Como en cualquier cuerpo masivo toda la materia que lo constituye es atraída hacia el centro del objeto por su propia fuerza gravitatoria. Sin embargo, el plasma que forma el Sol se encuentra en equilibrio ya que la creciente presión en el interior solar compensa la atracción gravitatoria produciéndose un equilibrio hidrostático. Estas enormes presiones se generan debido a la densidad del material en su núcleo y a las enormes

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