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EL
SOL

pablo@astronomos.org
Cuando
echamos a volar la imaginación y pensamos en un viaje a las
estrellas, nos imaginamos fácilmente una larga travesía
cruzando el espacio interestelar hasta la estrella más
cercana a nosotros. Podemos suponer una visita al sistema Alfa
Centauri y más aún, a su elemento más pequeño llamado
Próxima Centauri: una estrella a 4.25 años-luz de distancia.
Sin embargo, hemos pasado de largo junto a la que es
verdaderamente la estrella más cercana a la Tierra: el Sol,
el objeto celeste por excelencia. Es el astro más luminoso
del firmamento y es visible desde toda la Tierra dependiendo
de la hora y estación. A primera vista no parece estar
emparentado con las estrellas que cada noche adornan la esfera
celeste, sin embargo, gracias al Sol es que mejor conocemos
los procesos que acontecen dentro y fuera de ellas. El Sol es
la estrella que mejor conocemos. Nos parece que es la estrella
más grande, más brillante y más caliente del cielo, pero
sólo porque está muy “cerca” de nosotros, a casi 150
millones de Km. En realidad, cualquier estrella que veamos en
la noche será más grande y brillante que el Astro Rey. Las
estrellas se ven tan pequeñitas simple y sencillamente porque
están a distancias increíblemente lejanas.
Básicamente
el Sol es una esfera de gas luminoso, unido por su propio
campo gravitatorio, cuya fuente de energía son los procesos
de fusión nuclear en su interior.
Así
como una bomba H (de Hidrógeno) produce una cantidad
portentosa de energía, una onda de choque expansiva,
radiaciones dañinas para la vida, una cantidad de luz
cegadora y abundante calor, así el Sol –como el resto de
las estrellas- dedican toda su vida a hacer exactamente lo
mismo. La única diferencia es que el Sol no se “revienta”
o explota. ¿Por qué no? Porque su masa es de casi 333,000
veces la masa de la Tierra. El Sol es un objeto de peso
completo. La pesada carga de sus capas externas pretende
aplastar el núcleo del Sol, conteniendo la fuerza explosiva
del núcleo. Mientras que el núcleo trata de reventarse y
escapar hacia el exterior, las capas externas tratan de
apachurrarlo. El resultado es un sistema en equilibrio que se
mantiene a lo largo de la vida de la estrella. Una estrella
como el Sol tiene una expectación de vida de unos 10,000
millones de años de los cuales lleva vividos ya unos 4,600
millones de años.
Técnicamente,
el Sol es una estrella de tipo espectral G2V. En pocas
palabras esto significa que tiene una temperatura superficial
de casi 6,000 k (grados kelvin) y visualmente es de color
amarillo. Se observan metales ionizados (es decir, cuyos
electrones son desprendidos por la intensa radiación) en su
atmósfera. En la emisión de su luz el calcio deja una huella
dominante. G2 indica que es relativamente más fría que una
estrella tipo G0 y “V”, que es una estrella relativamente
enana, en la serie principal (reacciones de fusión nuclear
que transforman Hidrógeno en Helio)
ANTECEDENTES
Casi
en todas las culturas antiguas el Sol fue venerado como la máxima
divinidad. En la mitología griega se le conoce como Helios.
De ahí proviene el nombre del gas Helio, que fue descubierto
primeramente en el Sol. Según la Leyenda, Helios tuvo 7 hijos
(Helíades) quienes se encargaron de dividir el día en horas
y el año en estaciones. Los caldeos le llamaban Baal, los
cananeos Moloch, los moabitas Beelpeor, los fenicios Adonis,
los egipcios lo conocían como Osiris y también como Rah, era
Mithras para los persas y Dionius para los hindúes. Los
romanos le llamaban Apolo.
El
Sol fue utilizado por los primeros astrónomos-astrólogos
para medir el tiempo. Grandes monumentos fueron levantados
para marcar el paso del Sol a lo largo del día y a lo largo
del año. El primer reloj de Sol “portátil” conocido es
de origen egipcio, esculpido en piedra. Como es fácil
adivinar y comprobar, se aprovechaba el juego de luces y
sombras generado por los elementos arquitectónicos de los
edificios o de las partes del reloj para indicar una
determinada hora y fecha.
Los
antiguos pensaban que el Sol estaba hecho de oro (¿has oído
hablar de los rayos dorados del Sol?). Las monedas, de oro y
redondas –como el Sol- honraban a la deidad máxima. El símbolo
del oro, frecuentemente utilizado por los alquimistas en la
Edad Media es el mismo utilizado para representar al Sol: un círculo
con un punto en el centro.
Por
mucho tiempo se consideró que el Sol, las estrellas y los
planetas revolucionaban alrededor de la Tierra. Esta idea se
conoce como modelo geocéntrico y desafortunadamente fue
popularizada por Ptolomeo, (200 d.C.) por tal motivo se le
conoce también como Sistema Ptoloméico. Este sistema
trascendió hasta 1543, cuando las ideas de Nicolás Copérnico
fueron publicadas, estableciendo el modelo heliocéntrico ó
Sistema Copernicano en el cual todos los planetas revolucionan
alrededor del Sol.
DISTANCIA
AL SOL.- 149’597,800 Km.
La
distancia promedio al Sol es conocida comúnmente como unidad
astronómica y equivale aproximadamente a 149,597,800 Km. Como
la órbita de la Tierra es elíptica, la distancia varía.
Curiosamente para nosotros –habitantes del hemisferio Norte-
el invierno sucede cuando la Tierra está más cerca del Sol.
Este punto de mínima distancia se llama perihelio. Seis meses
después, la Tierra está en su punto más alejado, llamado
afelio. El verano es más caliente a causa de la inclinación
del eje de rotación de la Tierra que favorece una mejor
iluminación del Sol: sus rayos caen a plomo,
perpendicularmente al suelo, calentando más eficientemente.
Frecuentemente
se redondea la unidad astronómica a 150 millones de Km.. El
Sol está lo suficientemente lejos de la Tierra como para que
el efecto de esta distancia sea sensible en la luz que
recibimos de él. ¿De qué manera? En el hecho de que el Sol
que vemos cada momento no representa su imagen en tiempo real.
Estamos viendo hacia el pasado. Cuando escuchamos un avión
pasar sobre nuestra cabeza a gran altura y volteamos a verlo
¡ya no está ahí! es porque el sonido tardó en llegar a
nosotros. Cuando volteamos a ver el Sol tampoco está ahí,
aunque su imagen parece indicarnos otra cosa, en realidad
estamos viendo los rayos que salieron de su superficie hace
8.3 minutos, mismo tiempo que habrá “aprovechado” para
avanzar en la bóveda celeste.
Con
todo, el Sol es una estrella que está relativamente cerca. La
siguiente estrella –Próxima Centauri- está casi ¡270,000
veces más lejos! (Para ser precisos.- 267,410 veces más
lejos)
TAMAÑO.-
1,392,000 Km.
A
pesar de su gran distancia, el Sol está lo suficientemente
cerca como para apreciar un tamaño aparente que vemos en
forma de disco solar. Cualquier otra estrella se verá siempre
puntual hasta en el mejor de los telescopios. El Sol mide
1’392,000 Km. de diámetro, lo suficiente para que la Tierra
lo cruce con su diámetro 109 veces. Es verdaderamente grande,
sin embargo, todas las estrellas que se ven en el cielo a
simple vista son más grandes que esto. Hay estrellas, como Mu
Cephei que miden casi 1,000 veces el diámetro del Sol. Por
otro lado hay estrellas que son 10 veces más pequeñas que el
Sol, como Próxima Centauri, pero son tan oscuras que aún a
poca distancia no son visibles.
El
volumen del Sol es impresionante: aproximadamente 1’300,000
de Tierras caben en su interior.
El
diámetro angular (aparente) del Sol en promedio es de 32’
04” de arco, pero como la órbita de la Tierra es elíptica
el Sol parece cambiar de tamaño. En el perihelio (cerca) el
Sol mide angularmente 32’ 36” de arco. En el afelio
(lejos) el Sol mide 31’ 32” de arco.
COMPOSICIÓN.-
Hidrógeno y Helio: 98.1%
El
Sol, como todas las estrellas y los planetas gigantes está básicamente
hecho de la sustancia más abundante del Universo observable:
Hidrógeno. Le siguen el Helio, Oxígeno, Carbono y otros
distribuidos de la siguiente manera: De cada 100 átomos, 92.1
son de Hidrógeno, 7.8 de Helio y 0.1 otros elementos. Para
fines prácticos podemos decir que el Sol está hecho de Hidrógeno
y Helio.
En
cuanto a porcentaje de masa, se conocen los siguientes datos:
Hidrógeno
71.0 %
Helio
27.1 %
Oxígeno
0.97 %
Carbono
0.40 %
Nitrógeno
0.096 %
Silicio
0.099 %
Magnesio
0.076 %
Neón
0.058 %
Hierro
0.14 %
Azufre
0.040 %
Otros
0.021 %
ESTADO
FISICO.- Plasma
Por
costumbre decimos que el Sol es gaseoso, sin embargo, sería más
apropiado precisar que se trata de un plasma. Un plasma es una
sustancia hecha de una “sopa” de partículas subatómicas.
A pesar de que el Sol está compuesto de una gran variedad de
elementos, todos se encuentran en estado ionizado, les faltan
sus electrones para estar completos.
MASA.-
1.9891 x 1030 Kg.
Si
el Sol es como un gas...¿Qué tan masivo puede ser? Su masa
es de 1.9891 x 1030 Kg. o el equivalente a 332, 946 masas
terrestres. No hay otro objeto tan masivo en el Sistema Solar
y precisamente por eso todos los objetos que lo conforman están
confinados a su campo gravitatorio. El siguiente objeto más
masivo es Júpiter, sin embargo, sólo tiene una 317 masas
terrestres.
DENSIDAD.-
1.41
Si
su masa es de casi 333,000 veces la Tierra pero su volumen es
más de un millón de veces el de la Tierra...¿Qué significa
esto? Pues que el Sol es un objeto de baja densidad. En
promedio, cada metro cúbico del Sol pesa 1,410 Kg. contra
5,520 Kg. de la Tierra. La densidad del Sol es de 1.41. Este
valor –debemos recordar- es un promedio.
La
“superficie” del Sol es tan poco densa que al tratar de
tocarla no sentiríamos nada (haciendo a un lado
–obviamente- el calor). Si penetráramos a 1/3 de su
profundidad encontraríamos ya una presión muy semejante a la
del agua de una alberca ¡podríamos nadar en el interior del
Sol! Una vez en el núcleo, la presión es increíblemente
alta, ¡estamos sometidos a la carga de 333,000 Tierras! La
presión equivale a 250,000 millones de atmósferas terrestres
y la densidad aquí es 8 veces superior a la del oro.
GRAVEDAD
SUPERFICIAL.- 27.9 Terrestres
Aunque
no existe una superficie sólida en el Sol contra la cual
pisar, la atracción gravitatoria en la “superficie” del
Astro Rey es 27.9 veces superior a la de la Tierra. Si pudiéramos
colocar una báscula milagrosamente en el “suelo” del Sol,
notaríamos que una persona que pesa 70 Kg. en la Tierra, ¡allá
pesa casi 2 toneladas!
VELOCIDAD
DE ESCAPE.- 617.5 km/seg
Con
una masa tan grande, resulta muy difícil escapar de la prisión
gravitatoria ejercida por el Sol. La velocidad necesaria para
poder desatarse de sus lazos, es decir, su velocidad de
escape, es de 617.5 km/seg. Si el Sol fuera más denso, aún
con la misma masa, la velocidad de escape sería mayor. Como
referencia, recuerda que la velocidad de escape de la Tierra
es de 11.2 km/seg.
ROTACIÓN.-
25.38 días Terrestres
El
primero en tener pistas sobre la rotación solar fue Galileo.
El observó que el Sol presentaba -aquí y allá- manchas que
parecían deslizarse sobre su superficie. En promedio, estas
manchas dan una vuelta alrededor del Sol cada 25.38 días
terrestres y son nuestra referencia a la hora de medir la
rotación solar.
Una
observación detallada nos permitirá notar además, que las
manchas que están cerca del ecuador solar se desplazan a
mayor velocidad que aquellas que están cerca de los polos.
Esto es porque el Sol es gaseoso, de tal manera que no da
vueltas de una pieza –como la Tierra- y los polos se van
atrasando. Este fenómeno es conocido como rotación
diferencial.
Observando
el movimiento de las manchas solares, podemos contar desde la
Tierra 26.87 días que tarda el ecuador solar en dar una
vuelta y hasta 29.65 días a una latitud de 40°. Más allá
de esta latitud, hacia el norte o hacia el sur, no se ven
manchas. El promedio es de 27.2753 días, pero descontando la
traslación de la Tierra esto queda en una rotación o período
sideral de 25.38 días. Con otros métodos se ha podido medir
la rotación de los polos solares de 31 a 35 días.
TRASLACIÓN
Así
como los planetas no sólo rotan, sino que dan vueltas
alrededor del Sol en un movimiento que llamamos traslación,
el Sol también experimenta un movimiento de traslación
alrededor del núcleo de la Galaxia (la Vía Láctea) a una
velocidad aproximada de 200 km/seg. La órbita de Sol
seguramente es también elíptica aunque su trayectoria puede
ser modificada sutilmente por la interacción con otras
estrellas de la Galaxia. Considerando su velocidad orbital y
que el núcleo de la Galaxia está a unos 25,000 años-luz, el
Sol debe tardar unos 225 a 250 millones de años en dar una
vuelta alrededor de la Galaxia. Este período recibe el nombre
de Año Cósmico.
LA
LUZ DEL SOL m = -26.7
El
Sol es el objeto más brillante del cielo alcanzando una
magnitud aparente de m = -26.7. La Magnitud Absoluta del
Sol, es decir, la que apreciaríamos desde una distancia de 10
parsecs ó 32.6 años-luz sería de M = 4.85, por lo que no es
ni de broma una de las estrellas más brillantes de la
Galaxia. Después del Sol, la estrella más brillante que
vemos es Sirius, en Canis Major, con una m = -1.46.
Independientemente de que el Sol se ve brillante porque está
muy cerca, es intrínsecamente un objeto muy luminoso.
A
pesar de la distancia a la que nos encontramos del Sol, cada
segundo la Tierra recibe 1,400 watts por metro cuadrado, esto
es conocido como Constante Solar. Tal vez no parezca mucho
pero sumando toda la superficie del planeta, ¡estamos
hablando de 127.8 millones de watts por segundo! Esto es
lo que recibe la Tierra, pero si consideramos toda la luz que
es emitida por el Sol, los números alcanzan cifras increíbles.
La Luminosidad del Sol es de 3.85 x 1026 watts.
LA
ENERGIA DEL SOL
¿Cómo
puede generar tanta energía? ¿De dónde la extrae? La
respuesta es relativamente simple: de su propia masa. Apelamos
a la famosa ecuación de la Energía de Einstein, en la cual
se describe E=mc2 donde “E” es energía, “m” es masa y
“c” es la velocidad de la luz. De acuerdo con esta ecuación,
una cantidad muy pequeña de masa puede generar una cantidad
espantosa de energía, pues se multiplica por la velocidad de
la luz al cuadrado, y como la velocidad de la luz es elevadísima,
la energía resultante lo es también. El Sol -y todas las
estrellas de la Galaxia- están constantemente transformando
una parte de su masa en energía.
La
energía es producida en el núcleo del Sol y llega hasta la
superficie, donde se emite en forma de luz blanca y otras
formas de luz invisible: ondas de radio, infrarrojo, rayos
ultravioleta, rayos X, gama, etc. Los astrofísicos aprovechan
todas estas formas de energía (longitudes de onda) para
examinar los procesos internos y externos del Sol y comprender
mejor su funcionamiento. También saben los astrofísicos que
el color dominante de una estrella es correspondiente a la
temperatura de su superficie. Una estrella como el Sol que
visualmente presenta un color amarillo, corresponde a una
temperatura superficial de 5,770 k (grados kelvin).
Isaac
Newton descubrió que podía descomponer un rayo luminoso del
Sol con un prisma para formar –artificialmente- un arco
iris. Hoy, de modo similar, los astrofísicos analizan la luz
del Sol y la descomponen separando sus longitudes de onda (o
colores): una banda multicolores llamado espectro. La suma de
todas las formas de radiación (luz visible e invisible) se
conoce como espectro electromagnético. El espectro solar
tiene la cualidad de mostrar a los astrofísicos la huella
dejada por los elementos presentes en él. Una vez separadas
las longitudes de onda en forma de un espectro, no sólo queda
en evidencia la composición del Sol, es posible además
observar la abundancia de cada elemento así como la presencia
e intensidad de campos magnéticos, la temperatura, la
velocidad en distintas partes del Sol, etc. El estudio del
espectro se conoce como espectroscopía y se utiliza en todo
tipo de objetos celestes.
ESTRUCTURA
GENERAL DEL SOL
El
Sol está formado por 8 regiones que aparecen ordenadas desde
el interior hacia afuera:
INTERIOR
DEL SOL
I.-
Núcleo: es donde suceden las reacciones de fusión nuclear
II.-
Zona de Radiación: es donde la energía es transportada por
radiación electromagnética.
III.-
Zona de Convección: la energía es transportada por los gases
que ascienden hacia la superficie
SUPERFICIE
IV.-
Fotosfera: es la “superficie” solar donde su luz se libera
al espacio.
SU
ATMOSFERA
V.-
Cromosfera: es una atmósfera de baja temperatura
inmediatamente encima de la fotosfera.
VI.-
Zona de transición: donde la temperatura se dispara
nuevamente.
VII.-
Corona: Atmósfera exterior del Sol, sumamente enrarecida,
luminosa y de muy alta temperatura
VII.-
Viento Solar: es la parte externa de la Corona, se extiende
por todo el Sistema Solar, no es luminosa.
¿Cómo
conocemos la estructura interior del Sol? Existen modelos que
explican la producción de energía basándose en su masa y
densidad. Además, se puede sondear el interior del Sol
utilizando las mismas técnicas empleadas para sondear el
interior de la Tierra: los sismos. La ciencia de interpretar
la propagación de las ondas sísmicas para sondear el
interior del Sol se llama heliosismología.
EN
EL INTERIOR DEL SOL:
I.-
EL NÚCLEO
Es
el centro del Sol, la fuente de calor donde acontecen las
reacciones de fusión nuclear generando energía. Es aquí
donde la presión supera a la presión atmosférica terrestre
por 250,000 millones de veces. En este lugar la densidad es de
150,000 kg/m3 y la temperatura asciende de 10’000,000 a
15’000,000 k. En estas condiciones los átomos de hidrógeno
colisionan violentamente entre sí produciendo rayos gama,
neutrinos y otras partículas exóticas. El diámetro estimado
del núcleo es de aproximadamente 400,000 Km.
La
fusión nuclear en el Sol consiste básicamente en que 4 átomos
de Hidrógeno (o 4 núcleos, para ser precisos) se combinan
para formar un átomo (núcleo) de Helio.
En
el proceso, sucede algo extraño: el átomo de helio tiene una
masa 0.7% menor que la suma de los 4 hidrógenos ¿Qué pasa
con esa masa? De acuerdo con la ecuación E=mc2 , se convierte
en energía. Basta muy poca materia para generar una cantidad
formidable de energía. En el Sol, cada segundo 600 a 700
millones de toneladas de hidrógeno son transformadas en
helio. De esta cantidad 5 millones de toneladas
“desaparecen” en forma de energía pura.
Sorprendentemente, el interior del Sol es tan turbulento que
la radiación generada en su interior toma caminos muy erráticos,
tanto así que un rayo luminoso originado en el núcleo puede
tardar millones de años antes de llegar a la superficie. Por
otro lado, los neutrinos reaccionan tan poco con la materia
que antes de 2 segundos ya están afuera del Sol, viajando por
el espacio.
Los
neutrinos son partículas exóticas. No tienen carga eléctrica.
Su masa es casi igual a cero. Su velocidad es ligeramente
menor a la de la luz. Su interacción con la materia es casi
nula (salen despedidos del Sol sin que nada los detenga) Para
estudiar los neutrinos provenientes del Sol y otras estrellas,
se han instalado bajo Tierra detectores especiales
ultra-sensibles que, sin embargo, han fallado en registrar la
cantidad de neutrinos esperada. O algo falta por entender
acerca de los procesos internos del Sol o los detectores no
son lo suficientemente sensibles.
¿De
qué color es el interior del Sol?
¿Blanco?¿Rojo?¿Amarillo?
Recuerda que el color dominante de un objeto dependerá de su
temperatura. Si el interior del Sol está a 15 millones de
grados...¿Qué color domina? Ya mencionamos que la producción
de energía es en forma de rayos gamma, una forma de radiación
invisible, por lo tanto el Sol -en su interior- es NEGRO. La
energía se dispersa hacia el exterior de modo que para cuando
llega a la fotosfera, es emitida en todo el espectro.
II.-
LA ZONA DE RADIACIÓN o RADIATIVA
A
200,000 Km. del centro del Sol, la energía generada en el núcleo
es transportada hacia fuera por medio de la radiación
electromagnética. Su temperatura desciende a aproximadamente
7 millones k y se estima su espesor en 300,000 Km. La densidad
es mucho menor que en el núcleo: 15,000 kg/m3.
III.-
LA ZONA DE CONVECCION o CONVECTIVA
A
500,000 Km. del centro del Sol inicia la Zona de Convección.
Aquí la energía es arrastrada hacia fuera por medio del
movimiento de los gases. El gas de alta temperatura asciende y
cuando ha liberado calor, -enfriándose un poco- retorna
hacia el interior. Su temperatura promedio es de 2 millones k
y su densidad es muy reducida: 150 kg/m3. El espesor de la
zona convectiva es de unos 196,000 Km.
EN
LA SUPERFICIE DEL SOL
IV.-
LA FOTOSFERA
A
696,000 Km. del centro solar está la Fotosfera. Su nombre
significa “esfera de luz” pues es la porción o
“superficie” brillante del Sol: el llamado también disco
solar. Aquí la luz (llamada radiación electromagnética)
escapa al espacio. La fotosfera no es una superficie sólida y
tiene un espesor de 500 Km. Su temperatura es de sólo 5,770
k. La densidad en esta capa es de 2 x 10 –4 kg/m3 (unos 0.2
gr/m3)
La
Fotosfera exhibe estructuras secundarias muy singulares que se
consideran fenómenos transitorios. Estas son:
1.-
Granulación
2.-
Machas Solares (que a su vez se subdividen en Umbra y
Penumbra)
3.-
Regiones activas
4.-
Fulguraciones
5.-
Fáculas
1.-
GRANULACIÓN
La
Granulación es la manifestación externa de la Zona de
Convección. Se trata de células de convección de
aproximadamente 1000 Km. de diámetro. Se comportan como
burbujas de gas caliente que borbotean en la superficie del
Sol, despiden calor y al “enfriarse” se vuelven a
zambullir hacia el interior. Su desarrollo es muy semejante al
de las células de convección que se observan cuando un líquido
está en ebullición. Cada célula dura 5 minutos cuando mucho
antes de desaparecer bajo la Fotosfera. El centro de cada célula
de calor es más brillante porque su temperatura es mayor, sus
bordes son 300° más “fríos” y por lo tanto, son
oscuros.
2.-
MANCHAS SOLARES
Son
regiones de la Fotosfera donde se localizan concentradamente
los intensos campos magnéticos del Sol. Esto impide que la
superficie se caliente tanto como el resto de la fotosfera.
Como su temperatura es menor. Su emisión de energía también
es reducida y se ven menos brillantes que el resto del Sol.
Cuando se observan a través de filtros dan la impresión de
ser negras, sin embargo, son sólo menos brillantes que el área
circunvecina. Se ven así de oscuras por el contraste, mas no
porque sean negras. Los primeros en registrar estas manchas en
la superficie del Sol fueron los chinos, en el año 800 a. C..
Las observaban al amanecer, cuando la luz solar se atenuaba
por el polvo atmosférico o durante el día, cuando una nube
disminuía el brillo del disco solar. (ADVERTENCIA: ESTOS NO
SON METODOS RECOMENDADOS PARA OBSERVAR AL SOL, SON DAÑINOS
PARA LA VISTA )
En
promedio miden alrededor de 10,000 Km. pero se manifiestan en
una amplia variedad de formas y tamaños. A veces se forman
individualmente y otras parecen agruparse dando el aspecto de
islotes oscuros. Suelen aparecer en parejas quedando de
manifiesto su estructura bipolar: una mancha representará el
polo positivo y otra el negativo (un invisible lazo magnético
las conecta). El campo magnético en las manchas solares es
hasta 1000 mayor que en el resto de la superficie. La
polaridad de las manchas es opuesta en los hemisferios norte y
sur del Sol. Cada 11 años, aproximadamente, la polaridad del
Sol se invierte. Este cambio es anunciado por una creciente
actividad que se manifiesta visiblemente en la superficie del
Sol por el incremento de manchas. Este período de 11 años se
conoce como ciclo solar. Después de otros 11 años el Sol
vuelve a tener la misma polaridad, por lo tanto el ciclo
completo dura alrededor de 22 años.
La
parte central de una mancha es siempre más oscura y “fría”
(4,500 k). Recibe el nombre de Umbra. La parte externa no es
tan oscura, pues su temperatura es mayor (5,500 k). Se llama
Penumbra.
La
rotación diferencial de Sol, en la que el ecuador solar se
deslaza a mayor velocidad que los polos es la causante de las
manchas solares. Las líneas de magnetismo que comunican los
dos polos (y pasan por debajo de la superficie del Sol) se
“enredan” alrededor del ecuador, pues éste las arrastra
consigo. Después de una serie de rotaciones, las líneas del
campo magnético solar están tan distorsionadas y envueltas
alrededor del ecuador que emergen por la fotosfera, “perforándola”
y produciendo las manchas ya mencionadas.
Entre
1640 y 1710 se observó que las manchas solares disminuyeron
drásticamente. Este período se conoce como el Mínimo de
Maunder . “Casualmente” en el mismo período Europa
experimentó la llamada Pequeña Era Glacial que aparentemente
estuvo relacionada con la caída de actividad en el Sol. Todavía
es un asunto que despierta polémica.
3.-
REGIONES ACTIVAS
Cerca
de las manchas solares se pueden liberar súbitamente
cantidades masivas de energía y partículas eléctricamente
cargadas. Esto sucede en regiones controladas por campos magnéticos
intensos y son conocidas como regiones activas.
4.-FULGURACIONES
Destellos
súbitos y pequeños, de corta duración. Suceden casi siempre
en los bordes de las manchas solares, donde los campos magnéticos
son más intensos y representan una emisión explosiva
de radiación y partículas a manera de un oleaje o rociador
(ver más delante)
5.-
FACULAS
Generalmente
visibles cerca del borde del Sol con el aspecto de manchas
claras, “ríos”de luz o grietas luminosas. Es gas más
caliente y brillante que generalmente anuncia un incremento en
la actividad de la superficie solar. Su estructura está
visiblemente por encima de la granulación.
EN
LA ATMOSFERA DEL SOL
V.-
LA CROMOSFERA
La
Cromosfera es una atmósfera de baja temperatura (4,500 k)
inmediatamente encima de la Fotosfera. Su altura aproximada es
de 2,000 a 10,000 Km. Empieza a 696,500 Km. del núcleo. Su
densidad es de 5x10 –6 kg/m3. Está compuesta básicamente
de Hidrógeno ionizado por lo que es sensible a los campos
magnéticos localizados en las manchas solares. Su color es un
rojo magenta encendido muy hermoso. La única forma natural de
poder apreciar la Cromosfera es durante un eclipse total de
Sol, cuando el disco lunar ha ocultado completamente la
Fotosfera y por unos segundos tenemos a la vista el fulgor
rojo de esta estructura. Existen también filtros muy
e$pecializado$ que permiten observar la Cromosfera en
cualquier día despejado.
La
Cromosfera exhibe estructuras secundarias también
consideradas fenómenos transitorios. Estas son:
1.-
Prominencias
2.-
Filamentos (Flóculos oscuros)
3.-
Espículas
4.-
Plages (Flóculos brillantes)
5.-
Oleajes (“surges”en inglés)
6.-
Rociadores (“sprays” en inglés)
1.-
PROMINENCIAS
Nubes
de hidrógeno ionizado que sobresalen de la cromosfera. Son
muy notorias cuando sobresalen del disco solar. Su temperatura
es inferior al medio y su densidad, más alta. Las
prominencias –o protuberancias- se alzan arrastradas por las
líneas de los campos magnéticos. Por tal motivo, es
frecuente observarlas encima de las regiones activas,
dibujando estructuras filamentarias y conectando manchas
solares, aunque también aparecen en los polos del Sol, donde
no hay manchas. La gente las confunde con llamaradas, pero
recuerda: EL SOL NO ESTA EN COMBUSTION.
2.-
FILAMENTOS
Cuando
las prominencias suceden en el disco del Sol y se observan
desde arriba, se ven oscuras y filamentarias. Las prominencias
y los filamentos son lo mismo desde una perspectiva distinta,
unas de perfil y otros de frente.
3.-
ESPICULAS
Son
filamentos de gas cromósferico caliente que siguen líneas de
magnetismo verticales. Sobre el borde de la fotósfera tienen
el aspecto una capa de hierba roja y corta, como muchas púas
o pestañas. En las espículas el gas –de 10,000 a 20,000 k-
fluye hacia arriba a una velocidad de 20 a 30 km/seg
alcanzando alturas superiores a 3,000 km para luego
dispersarse o colapsarse. Cada espícula dura sólo unos 5 a
10 minutos.
4.-
PLAGES
Llamados
en el pasado flóculos brillantes, son manchones luminosos de
la cromosfera solar (su temperatura es más alta) Indican un
incremento de actividad en las líneas de magnetismo
verticales y coinciden con las fáculas que aparecen en la
fotosfera. Son regiones activas.
5.-
OLEAJES o SURGES
Eventos
eruptivos que dispersan radialmente gas cromosférico a
velocidades de 100 a 200 km/seg. Suceden en regiones activas,
junto con las fulguraciones o los mostachos (llamados también
bombas de Ellerman) que son de erupciones menores. También
acontecen en el borde penumbral de las manchas solares.
Algunos oleajes levantan material hasta a 200,000 km de la
fotosfera. ¡BOMBA! Su duración es de 10 a 20 minutos y son
recurrentes.
6.-
ROCIADORES o SPRAYS
Si
los oleajes parecían violentos, imagínate los rociadores,
cuyo material es lanzado a más de 618 km/seg...¡La velocidad
de escape del Sol! Cuando este material sale despedido del
Sol, no regresa jamás. Son producidos en la fase más
violenta de las fulguraciones. La estructura de un rociador se
fragmenta a medida que se aleja de Sol. A veces parece que el
material fue expulsado por algún látigo invisible.
VI.-
LA ZONA DE TRANSICIÓN
Es
una región –sin estructura- en la que la temperatura
asciende dramáticamente a alrededor de 8,000 k. Su densidad
es de 2x10 –10 kg/m3. Está a 698,000 Km. del centro solar.
VII.-
LA CORONA
Es
la atmósfera exterior del Sol. Es terriblemente caliente (1 a
2 millones k) de modo que emite Rayos X abundantemente. En
promedio, inicia a 706,000 Km. del centro solar. Es sumamente
enrarecida, con una densidad muy baja (10 –12 kg/m3). Se
extiende generalmente de 10,000 Km. sobre la fotosfera hasta
9,304,000 Km. de altura. Su altura varía con la actividad en
la superficie del Sol. En los eclipses es una estructura
espectacular.
La
Corona Solar exhibe estructuras secundarias. Estas son:
1.-
Corona Interior
2.-
Corona Exterior
3.-
Agujeros Coronales
4.-
Emisiones Coronales Masivas
1.-
CORONA INTERIOR (Corona K)
Consiste
básicamente de electrones libres moviéndose a gran velocidad
y alcanza temperaturas de 2 millones de grados a una altura de
75,000 km. Emite un espectro continuo.
2.-
CORONA EXTERIOR (Corona F)
Formada
principalmente por partíclas de polvo interplanetario moviéndose
a velocidades moderadas. Esta porción de la corona se
extiende a millones de km. del Sol hasta perderse en el medio
interplanetario. Emite un espectro de absorción: el polvo
absorbe parte de la energía.
3.-
AGUJEROS CORONALES
Son
regiones de la corona con una densidad y temperatura
inusualmente bajas. Presentan campos magnéticos monopolares y
débiles. Son la fuente principal de los torrentes de alta
velocidad de partículas cargadas de alta energía, que se
observan en el viento solar.
4.-
EMISIONES CORONALES MASIVAS
Son
erupciones colosales de la corona solar hacia el medio
interplanetario. Justo antes del evento, los filamentos
asociados se pierden de vista o se detecta una fulguración.
Hasta 10,000 millones de toneladas de material coronal son
lanzados violentamente hacia fuera y la onda de choque le da
el aspecto de una gigantesca burbuja que crece a velocidades
de 200 a 1,000 km/seg.
VIII.-
EL VIENTO SOLAR
Es
la continuación de la Corona hacia el medio interplanetario.
Es un torrente de partículas subatómicas –básicamente
protones y electrones- que se extiende por todo el Sistema
Solar. No es luminoso y es más disperso que la Corona, pero más
caliente. Su temperatura es de 2 a 3 millones k y su densidad
–que se dispersa con la distancia- es de 10 –23 kg/m3.
Cuando el viento solar llega al vecindario terrestre lleva una
velocidad de 200 a 900 km/seg. El viento solar no llega hasta
la Tierra, nuestro campo magnético lo desvía, sin embargo,
la interacción de los dos produce las auroras. |