Ano Internacional da Luz:Nossa Estrela: O Sol

Prof. Rodrigo

O Sol na luz visível

Características do SolMassa 2 x 1030 kg Raio 700 000 km Densidade média central

1409 kg/m3 160 000 kg/m3

Luminosidade 3.9 x 1033 erg/s Temperatura superfície central

5785 K 1.5 x 107 K

Composição química: Hidrogênio Hélio Oxigênio Carbono Nitrogênio

92,1 % 7,8 % 0,061 % 0,039 % 0,0084 %

Período rotacional equador pólos

25 dias 31 dias

Estrutura do interior solar

• Núcleo: 10% da massa solar, T=15 milhões K reações termo-nucleares (4H He)

• Camada radiativa: energia 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)

Granulação

Convecção

• Clique na figura acima para ver a animação das células convectivas na superfície do Sol.

Atmosfera Solar

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

Fotosfera

Cromosfera

Coroa

• Observada a olho nu durante eclipses sola-res

• Bastante difusa (baixa densidade)

• Inomogênea• T=2 a 4 milhões K

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 Eletromagnético

O Sol em vários comprimentos de onda

Cromosfera(Ha)

Fotosfera (luz branca)

Baixa coroa(17 GHz)

O Sol em vários comprimentos de onda

Cromosfera(ultra-violeta)

Baixa coroa(UV extremo)

Coroa (raio-X)

Formação do SolFormação: 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.

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

• 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

Futuro do Sol

Estágios finais

• Nebulosa planetária: • 1/3 da massa é ejetada• camadas internas são expostas

• Nebulosa da Hélice

Anã Branca

• núcleo da nebulosa planetária (carbono)

• raio igual ao da Terra

• T = 10,000 K até esfriar completamente (trilhões de anos)

Atividade Solar

Atividade Solar

mancha 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

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 eletromagnética

• alterações na ionosfera afetam as comunicações 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

• Partículas aceleradas do sol entram na atmosfera solar pelos pólos.

• Interagem com os átomos da alta at-mosfera causando emissão colorida.

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