Nossa Estrela: O Sol
Nossa Estrela: O Sol
Adriana Válio Roque da SilvaCentro de Rádio Astronomia e Astrofísica Mackenzie
Universidade Presbiteriana Mackenzie
O SolO Sol
• Parâmetros físicos do sol• Estrutura solar• Evolução solar • Campo magnético solar• Atividade solar:
• explosões solares • ejeção de massa coronal• relações Sol-Terra
O Sol na luz visívelO Sol na luz visível
Características do SolCaracterísticas do SolMassa 2 x 1030 kgRaio 700 000 kmDensidade média central
1409 kg/m3
160 000 kg/m3
Luminosidade 3.9 x 1033 erg/sTemperatura superfície central
5785 K1.5 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 dias31 dias
Estrutura SolarEstrutura Solar
Estrutura do interior solar
Estrutura do interior solar
• Núcleo: 10% da massa solar, T=15 milhões K reações termo-nucleares (4H He)
• Camada radiativa: ener-gia 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)
GranulaçãoGranulação
ConvecçãoConvecção
• Clique na figura acima para ver a animação das células convectivas na superfície do Sol.
Atmosfera SolarAtmosfera Solar
Atmosfera solarAtmosfera 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
FotosferaFotosfera
CromosferaCromosfera
CoroaCoroa
• Observada a olho nu durante eclipses sola-res
• Bastante difusa (baixa densidade)
• Inomogênea• T=2 a 4 milhões K
Aquecimento da coroaAquecimento 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
Espectro Eletromagnético
Ondas eletro-magnéticas: des-de pequenos com-primentos de onda (raios gama) até km (rádio)
comprimento de onda
visível
O Sol em vários comprimentos de onda
O Sol em vários comprimentos de onda
• Cromosfera
(H
• Fotosfera
(luz branca)
• Baixa coroa
(17 GHz)
O Sol em vários comprimentos de onda
O Sol em vários comprimentos de onda
• Cromosfera
(ultra-violeta)•Baixa coroa
(UV extremo)
• Coroa (raio-X)
CamadasCamadas
• Clique na figura acima para ver a animação das camadas da atmosfera do Sol.
Evolução SolarEvolução Solar
Formação do SolFormação do Sol
• Formação: 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
• Clique na figura acima para ver a animação da formação do sistema solar
Maturidade do solMaturidade 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 SolFuturo do Sol
Estágios finaisEstágios finais
• Nebulosa planetária: • 1/3 da massa é ejetada• camadas internas são expostas
• Nebulosa da Hélice
Anã BrancaAnã Branca
• núcleo da nebulosa planetária (carbono)
• raio igual ao da Terra
• T = 10,000 K até esfriar completamente (trilhões de anos)
Vida do SolVida do Sol
Atividade SolarAtividade Solar
Atividade SolarAtividade Solar
mancha solar
Ciclo de atividade solarCiclo 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
Máximo de atividadeMáximo de atividade
Próximo máximo de atividade solar por volta de 2000-2001
Ciclo solar em raio-XCiclo solar em raio-X
1991
1996
• Montagem de imagens tomadas a cada 6 meses durante 6 anos.
Campo magnético solarCampo magnético solar
• Campo tradicional de dipolo• Rotação diferencial: 28 (equador) e 31 dias (pólos)• Campo responsável pelas regiões ativas• B inverte de polaridade a cada 22 anos (ciclo de Babcock)
Campo magnéticoCampo magnético
• arcos magnéticos observados no UV pelo satélite TRACE
região ativa
(mancha solar)
Atividade SolarAtividade Solar
• Devido ao campo magnético
• Duração de 11 anos• Manifestações:
• Manchas solares• Explosões solares• Ejeções de massas
coronais
Manchas solaresManchas solares
• Manchas escuras nas imagens do sol em luz visível
• mais frias do que a superfície ao redor
• regiões de altas concentrações de campo magnético
Explosão solarExplosão solar
• Súbita liberação de grandes quantidades de energia (segundos a minutos)
• aquece o plasma local• acelera partículas a al-tas
energias e produz grande quantidade de radiação e partículas
• fonte de energia campo magnético
• Clique na figura acima para ver a animação da explosão.
Explosão (UV)Explosão (UV)
• Clique na figura para ver a animação da explosão.
Ejeção de Massa Coronal
Ejeção de Massa Coronal
• Associadas às proe-minências solares
• matéria (elétrons, prótons e íons) é arremessada para o meio interplanetário
• pode atingir a Terra
Ejeção de MassaEjeção de Massa
Interação com a Terra 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
Tempestade eletromagnética
• alterações na ionosfera afetam as comunica-ções de longa distância
• picos de correntes nas linhas de alta tensão
• comportamento errático de instrumentos de na-vegação
• alterações na camada de ozônio
• auroras
AurorasAuroras
• Partículas acelera-das do sol entram na atmosfera solar pelos pólos
• Interagem com os átomos da alta at-mosfera causando emissão colorida
Questões em abertoQuestões 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
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