Portal CEN - Trabalhos e Pesquisas de Carlos Leite Ribeiro ***

 

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Dia Mundial do Sol - 03 de Maio

 

 

 

Trabalho e pesquisa de Carlos Leite Ribeiro

 

 

 

 

 

Em 3 de Maio é comemorado o dia internacional do Sol. Todos nós sabemos que a estrela é de extrema importância para os seres vivos. O Sol é, praticamente, a única fonte de energia para a Terra. Essa energia penetra no ecossistema através dos seres autótrofos e é repassada para os seres heterotróficos; vale lembrar que a energia é cíclica, ou seja, nunca acaba. Dessa forma, sem o Sol, não haveria vida na Terra.

O Sol tem a dupla característica de ser uma estrela extremamente próxima – do Centauro a estrela mais perto do sistema solar, está 270 mil vezes mais longe – e do tipo vulgar. Assim, o seu estudo constitui um meio de informação que nos permite aceder aos processos fundamentais da evolução das estrelas, bem como verificar certas hipóteses e metodologias utilizadas na astrofísica estelar. As observações espaciais vieram complementar as efectuadas a partir do solo, permitindo o estudo do Sol em zonas do espectro correspondentes a radiações reflectidas pela atmosfera terrestre: raios Y, X e ultravioleta.

Como todas as estrelas, o Sol é uma esfera de gases muito quentes em equilíbrio, que obtém a sua energia das reacções de fusão termonuclear gerada no seu centro. Trata-se, essencialmente, da fusão do hidrogénio em hélio, um processo que garante o funcionamento das estrelas durante o mais longo período da sua evolução. Esta fusão é acompanhada por uma perda de massa de quatro milhões de toneladas por segundo, compensada por uma libertação de energia. A emissão de radiações cobre o conjunto do espectro electromagnético, com um máximo na vizinhança dos nm de comprimento de onda, o que explica a cor amarela do disco solar.

A região do Sol visível a partir da Terra, designada por “fotosfera”, não passa de uma fina película  com cerca de 300 Km de espessura, com uma temperatura média de 6000 K. É aí que se desenvolvem certos fenómenos característicos da actividade solar: manchas, fáculas e erupções. Rodeando esta camada surge a cromosfera (espessura: 10 mil Km; temperatura: de 4 mil a 20 mil K; e a coroa, muito quente (10 à sexta K), que se dilui progressivamente no meio interplanetário até milhões de quilómetros da fotosfera, e de onde emana um fluxo de partículas carregadas, o vento solar, cuja expansão é controlada pelos campos magnéticos do Sol. O mecanismo de aquecimento da coroa e os processos de emissão do vento solar ainda mal conhecidos.

A partir do início da década de oitenta registaram-se importantes no campo da física solar. Uma disciplina em pleno desenvolvimento é a da heliossismologia (ou sismologia solar), que pretende sondar o interior do Sol estudando os seus modos de oscilação. Observações contínuas, alguma efectuadas no pólo Sul durante quase três semanas, permitiram já inferir o índice de rotação no interior do Sol: ao que parece, à medida que vamos mergulhando em direcção ao centro, a partir do equador, o Sol diminuí de rotação, sucedendo o contrário quando se parte das regiões polares.

A partir de finais dos anos 60, desenvolveram-se esforços no sentido de se detectar, graças a dispositivos instalados a grande profundidade, ao abrigo dos raios cósmicos, os neutrinos emitidos pelo ciclo de reacções nucleares de onde o Sol retira a sua energia. Ao contrário dos protões, os neutrinos podem chegar-nos desde as camadas profundas do Sol sem interagirem com os átomos situados no seu trajecto. Ora acontece que se observam três vezes menos neutrinos do que o previsto nas estimativas teóricas: este défice pode ser atribuído a alguma propriedade ainda desconhecida desses neutrinos (alteração da intensidade de certos neutrinos no decurso da sua propagação) ou a uma sobreavaliação da temperatura central do Sol pelos modelos teóricos actualmente aceites. É um dos maiores enigmas da física solar.

A alternância dos dias e das noites e o ciclo das estações constituem as manifestações mais evidentes das relações entre o Sol e a Terra. Contudo, hoje conhecem-se bem várias outras, por exemplo a existente entre as erupções solares (que libertam um considerável fluxo de partículas carregadas) e as perturbações magnéticas (tempestades magnéticas, auroras polares) da atmosfera terrestre. As observações espaciais puseram em evidência ligeiras flutuações (0,2%) do fluxo de energia solar recebido no topo da atmosfera, perpendicularmente por unidade de tempo e de superfície (constante solar), em função do ciclo de actividade solar.

 

O SOL - Fonte: Wikipédia, a enciclopédia livre.
O Sol, tal como as restantes estrelas, é uma esfera de plasma que se encontra em equilíbrio hidrostático entre as duas forças principais que agem dentro dele: para fora a pressão termodinâmica, produto das altas temperaturas internas, e para dentro a força gravitacional. A estrutura solar pode ser dividida em duas grandes regiões: o Interior e a Atmosfera, entre elas se encontra uma fina camada, que pode ser considerada a superfície, chamada Fotosfera. O interior solar possui três regiões bem diferentes: o núcleo, que é onde se produzem as reacções nucleares que transformam a massa em energia através da fusão nuclear. Acima desta achamos a região radioactiva e por último a região convectiva. Nenhuma destas regiões pode ser observada de forma directa já que a radiação é completamente absorvida (e reemitida) e o conhecimento que temos delas é através de modelos teóricos ou observações indirectas, principalmente por meio da heliosismologia. Por cima da região convectiva encontramos a fotosfera. A luz irradiada pela fotosfera não é completamente atenuada pelas camadas superiores e portanto se converte na região mais funda que podemos observar do Sol. Na fotosfera, a emissão acontece em todas as bandas do espectro luminoso produzindo a luz branca característica do Sol ao olho nu. A região encontra-se a uma temperatura média de 5.775 K (ou 5.502 o C) e tem uma densidade de 1014 a 1015 partículas por cm quadrado. As camadas superiores à fotosfera são chamadas de atmosfera solar. A primeira, logo acima da fotosfera, é a cromosfera, cuja temperatura varia dos 6.000 K até os 30.000 K, com uma espessura de uns 2.300 km, embora existe muita controvérsia a respeito. A camada mais externa chama-se coroa, e sua temperatura vai de 1 milhão até vários milhões de graus kelvin. Em contrapartida a densidade da coroa é muito baixa, sendo de 1010 cm-3 em sua base e diminuindo em direcção oposta ao centro do Sol. A coroa não possui limite superior, pode-se dizer que ela se estende pelo Sistema Solar inteiro. Entre a cromosfera e a coroa há uma estreita faixa chamada região de transição. Um dos grandes problemas da física solar é explicar que mecanismo consegue aumentar a temperatura da atmosfera solar dos perto de 5.500 K da fotosfera para o milhão de graus da Coroa. O ciclo solar tem muitos efeitos importantes, que influenciam nosso planeta. Estudos de heliosismologia executados a partir de sondas espaciais permitiram observar certas "vibrações solares", cuja frequência cresce com o aumento da actividade solar, acompanhando o ciclo de 11 anos de erupções, a cada 22 anos existe a manifestação do chamado hemisfério dominador, além da movimentação das estruturas magnéticas em direcção aos pólos, que resulta em dois ciclos de 18 anos com incremento da actividade geomagnética da Terra e da oscilação da temperatura do plasma ionosférico na estratosfera de nosso planeta. A ionosfera se localiza entre 60 e 400 km de altitude, é composta de íons, plasma ionosférico, e, devido à sua composição, reflecte ondas de rádio até aproximadamente 30 MHz.
A fotosfera do Sol é uma camada com 100 km de espessura e aparência granulada; isso é chamado de granulação fotosférica. Os grânulos são, na realidade, os topos de células de convecção que trazem o plasma quente desde o interior solar, tem em torno de 1000km de diâmetro. Outras formações notáveis da fotosfera são as manchas solares, regiões mais frias que parecem mais escuras que seus arredores mais quentes e mais brilhantes. As manchas solares são associadas a intensos campos magnéticos ou perturbações desses campos. O total de manchas solares e da actividade relacionada varia entre um mínimo e um máximo num ciclo de onze anos.

 

SISTEMA SOLAR -  Fonte: Wikipédia, a enciclopédia livre.

O Sistema Solar é constituído pelo Sol e pelo conjunto dos corpos celestes que se encontram no seu campo gravítico, e que compreende os planetas, e uma miríade de outros objectos de menor dimensão entre os quais se contam os planetas anões e os corpos menores do Sistema Solar (asteróides, transneptunianos e cometas) Ainda não se sabe, ao certo, como o sistema solar foi formado. Existem várias teorias, mas apenas uma é actualmente aceite. Trata-se da Teoria Nebular ou Hipótese Nebular. O Sol começou a brilhar quando o núcleo atingiu 10 milhões de graus Célsius, temperatura suficiente para iniciar reacções de fusão nuclear. A radiação acabou por gerar um vento solar muito forte, conhecido como "onda de choque", que espalhou o gás e poeira restantes das redondezas da estrela recém-nascida para os planetas que se acabaram de formar a partir de enormes colisões entre os protoplanetas. Os principais elementos celestes que orbitam em torno do Sol são os oito planetas principais conhecidos actualmente cujas dimensões vão do gigante de gás Júpiter até ao pequeno e rochoso Mercúrio, que possui menos da metade do tamanho da Terra. Até Agosto de 2006, quando a União Astronómica Internacional alterou a definição oficial do termo planeta, Plutão era considerado o nono planeta do Sistema Solar. Hoje é considerado um planeta anão, ou um planetóide, por ser muito pequeno. Próximos do Sol encontram-se os quatro planetas telúricos, que são compostos de rochas e silicatos, são eles Mercúrio, Vénus, Terra e Marte. Depois da órbita de Marte encontram-se quatro planetas gasosos (Júpiter, Saturno, Urano e Neptuno), que são uma espécie de planetas colossais que se podem dividir em dois subgrupos: Júpiter-Saturno e Urano-Neptuno. Mercúrio é o mais próximo do Sol, a uma distância de apenas 57,9 milhões de quilómetros, enquanto Neptuno está a cerca de 4500 milhões de quilómetros. Os planetas do sistema solar são os oito astros que tradicionalmente são conhecidos como tal: Mercúrio, Vénus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Neptuno. Todos os planetas receberam nomes de deuses e deusas da mitologia greco-romana. Para uma noção da dimensão astronómica das distâncias no espaço deve-se fazer cálculos e usar um modelo que permita uma percepção mais clara do que está em jogo. Por exemplo, um modelo reduzido em que o Sol estaria representado por uma bola de futebol (de 22 cm de diâmetro). A essa escala, a Terra ficaria a 23,6 metros de distância e seria uma esfera com apenas 2 mm de diâmetro (a Lua ficaria a uns 5 cm da Terra, e teria um diâmetro de uns 0,5 mm). Júpiter e Saturno seriam berlindes com cerca de 2 cm de diâmetro, respectivamente a 123 e a 226 metros do Sol. Plutão ficaria a 931 metros do Sol, com cerca de 0.36 mm de diâmetro. Quanto à estrela mais próxima, a Próxima Centauri, essa estaria a 6332 km do Sol, enquanto a estrela Sírio a 13150 km. Se o tempo de uma viagem da Terra à Lua, a cerca de 257 000 km/hora, fosse de uma hora e um quarto, levaria cerca de três semanas terrestres para se ir da Terra ao Sol, 3 meses se ir a Júpiter, sete meses para Saturno e cerca de dois anos e meio a chegar a Plutão e deixar o nosso sistema solar. A partir daí, a essa velocidade, levar-se-ia 17 600 anos até chegar à estrela mais próxima, e 35 000 anos até Sírio. Planeta anão é um corpo celeste muito semelhante a um planeta, dado que orbita em volta do Sol e possui gravidade suficiente para assumir uma forma com equilíbrio hidrostático (aproximadamente esférica), porém não possui uma órbita desimpedida, orbitando com milhares de outros pequenos corpos celestes. Ceres, que até meados do século XIX era considerado um planeta principal, orbita numa região do sistema solar conhecida como cinturão de asteróides. Por fim, nos confins do sistema solar, para além da órbita de Neptuno, numa imensa região de corpos celestes gelados, encontram-se Plutão e o recentemente descoberto Éris. Até 2006, considerava-se, também, Plutão como um dos planetas principais. Hoje, Plutão, Ceres, Éris, Makemake e Haumea são considerados como "planetas anões". Satélites naturais ou luas são objetos de dimensões consideráveis que orbitam os planetas. Compreendem pequenos astros capturados da cintura de asteróides, como as luas de Marte e dos planetas gasosos, até astros capturados da cintura de Kuiper como o caso de Tritão no caso de Neptuno ou até mesmo astros formados a partir do próprio planeta através do impacto de um protoplaneta, como o caso da Lua da Terra. Os planetas gasosos têm pequenas partículas de pó e gelo que os orbitam em enormes quantidades, são os chamados anéis planetários, os mais famosos são os anéis de Saturno. A classe de astros chamados "corpos menores do sistema solar" inclui vários objectos diferenciados como são os asteróides, os transneptunianos, os cometas e outros pequenos corpos. Os asteróides são astros menores do que os planetas, normalmente em forma de batata, encontrando-se na maioria na órbita entre Marte e Júpiter e são compostos por partes significativas de minerais não-voláteis. Estes são subdivididos em grupos e famílias de asteróides baseados em características orbitais específicas. Nota-se que existem luas de asteróides, que são asteróides que orbitam asteróides maiores, que, por vezes, são quase do mesmo tamanho do asteróide que orbitam. Os asteróides troianos estão localizados nos pontos de Lagrange dos planetas, e orbitam o Sol na mesma órbita que um planeta, à frente e atrás deste. As sementes das quais os planetas se originaram são chamadas de planetésimos: são corpos subplanetários que existiram durante os primeiros anos do sistema solar e que não existem no sistema solar recente. O nome é também usado por vezes para referir os asteróides e os cometas em geral ou para asteróides com menos de 10 km de diâmetro. Os centauros são astros gelados semelhantes a cometas que têm órbitas menos excêntricas e que permanecem na região entre Júpiter e Neptuno, mas são muito maiores que os cometas. O primeiro a ser descoberto foi Quíron, que tem propriedades parecidas com as de um cometa e de um asteróide. Os transneptunianos são corpos celestes gelados cuja distância média ao Sol encontra-se para além da órbita de Neptuno, com órbitas superiores a 200 anos e são semelhantes ao centauros. Pensa-se que os cometas de curto período sejam originários desta região. Os planetas anões Plutão e Éris encontram-se, também, nesta região. O primeiro transnetuniano foi descoberto em 1992. No entanto, Plutão, que já era conhecido há quase um século, orbita nesta região do sistema solar. A maioria dos cometas tem três partes: 1. um núcleo sólido ou centro; 2. uma cabeleira, ou cabeça redonda que envolve o núcleo e consiste em partículas de poeira misturadas com água, metano e amoníaco congelados; e 3. uma longa cauda de poeira e gases que escapam da cabeleira. Os cometas são compostos largamente por gelos voláteis e com órbitas bastante excêntricas, geralmente com um periélio dentro das órbitas dos planetas interior e com afélio para além de Plutão. Cometas com pequenos períodos também existem; contudo, os cometas mais velhos que perderam todo o seu material volátil são categorizados como asteróides. Alguns cometas com órbitas hiperbólicas podem ter sido originados de fora do sistema solar. De momento, os astros da nuvem de Oort são hipotéticos e encontram-se em órbitas entre os 50 000 e os 100 000 UA, e pensa-se que esta região é a origem dos cometas de longo período. O novo planetóide Sedna com uma órbita bastante elíptica que se estende por cerca de 76 a 928 UA, não entra como é óbvio nesta categoria, mas os seus descobridores argumentam que deveria ser considerado parte da nuvem de Oort. Os meteoróides são astros com dimensão entre 50 metros até partículas tão pequenas como pó. Astros maiores que 50 metros são conhecidos como asteróides. Controversa continua a dimensão máxima de um asteróide e mínima de um planeta. Um meteoróide que atravesse a atmosfera da Terra passa a se denominar meteoro; caso chegue ao solo, chama-se meteorito.

 

Trabalho e pesquisa de Carlos Leite Ribeiro – Marinha Grande – Portugal

 

 

 

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