El Sol De La Tierra: Datos Sobre La Edad, El Tamaño Y La Historia Del Sol

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Lea sobre la historia y el futuro del sol de la tierra, así como datos divertidos sobre la edad, el tamaño, la temperatura y los fenómenos del sol, como las llamaradas solares.

El sol se encuentra en el corazón del sistema solar, donde es, con mucho, el objeto más grande. Posee el 99.8 por ciento de la masa del sistema solar y es aproximadamente 109 veces el diámetro de la Tierra, aproximadamente un millón de Tierras podrían caber dentro del sol.

La parte visible del sol es de aproximadamente 10,000 grados Fahrenheit (5,500 grados Celsius), mientras que las temperaturas en el núcleo alcanzan más de 27 millones de F (15 millones de C), impulsadas por reacciones nucleares. Uno necesitaría explotar 100 mil millones de toneladas de dinamita por segundo para igualar la energía producida por el sol, según la NASA.

El sol es una de las más de 100 mil millones de estrellas en la Vía Láctea. Orbita a unos 25,000 años luz del núcleo galáctico, completando una revolución una vez cada 250 millones de años aproximadamente. El sol es relativamente joven, parte de una generación de estrellas conocida como Población I, que son relativamente ricas en elementos más pesados ​​que el helio. Una generación más antigua de estrellas se llama Población II, y puede haber existido una generación anterior de Población III, aunque todavía no se conocen miembros de esta generación.

Formación y evolución

El sol nació hace unos 4.600 millones de años. Muchos científicos piensan que el sol y el resto del sistema solar se formaron a partir de una gigantesca nube de gas y polvo en rotación conocida como la nebulosa solar. Cuando la nebulosa colapsó debido a su gravedad, giró más rápido y se aplastó en un disco. La mayor parte del material fue tirado hacia el centro para formar el sol.

El sol tiene suficiente combustible nuclear para permanecer tanto como lo está ahora por otros 5 mil millones de años. Después de eso, se hinchará para convertirse en un gigante rojo. Eventualmente, eliminará sus capas externas y el núcleo restante se colapsará para convertirse en una enana blanca. Poco a poco, esto se desvanecerá, para entrar en su fase final como un objeto teórico oscuro y fresco, a veces conocido como una enana negra.

Un enorme filamento solar serpentea alrededor del horizonte suroeste del sol en esta foto de disco completo tomada por el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA el 17 de noviembre de 2010.

Un enorme filamento solar serpentea alrededor del horizonte suroeste del sol en esta foto de disco completo tomada por el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA el 17 de noviembre de 2010.

Crédito: NASA

Estructura interna y ambiente.

El sol y su atmósfera se dividen en varias zonas y capas. El interior solar, desde adentro hacia afuera, está formado por el núcleo, la zona radiativa y la zona convectiva. La atmósfera solar de arriba consiste en la fotosfera, la cromosfera, una región de transición y la corona. Más allá de eso está el viento solar, una salida de gas de la corona.

El núcleo se extiende desde el centro del sol hasta aproximadamente un cuarto del camino hasta su superficie. Aunque solo representa aproximadamente el 2 por ciento del volumen del sol, es casi 15 veces la densidad del plomo y contiene casi la mitad de la masa del sol. La siguiente es la zona radiativa, que se extiende desde el núcleo hasta el 70 por ciento del camino hacia la superficie del sol, y representa el 32 por ciento del volumen del sol y el 48 por ciento de su masa. La luz del núcleo se dispersa en esta zona, por lo que un solo fotón puede tardar un millón de años en pasar.

La zona de convección alcanza la superficie del sol y representa el 66 por ciento del volumen del sol, pero solo un poco más del 2 por ciento de su masa. Las "celdas de convección" de gas en movimiento dominan esta zona. Existen dos tipos principales de células de convección solar: células de granulación de aproximadamente 600 millas (1,000 kilómetros) de ancho y células de supergranulación de aproximadamente 20,000 millas (30,000 km) de diámetro.

La fotosfera es la capa más baja de la atmósfera solar y emite la luz que vemos. Tiene alrededor de 300 millas (500 km) de espesor, aunque la mayor parte de la luz proviene de su tercio más bajo. Las temperaturas en la fotosfera varían desde 11,000 F (6,125 C) en la parte inferior hasta 7,460 F (4,125 C) en la parte superior. La siguiente es la cromosfera, que es más caliente, hasta 35,500 F (19,725 C), y aparentemente está formada completamente por estructuras puntiagudas conocidas como espículas, generalmente de 600 millas (1,000 km) de ancho y hasta 6,000 millas (10,000 km) de altura..

Después de eso, se encuentra la región de transición de unos pocos cientos a unos pocos miles de kilómetros de espesor, que se calienta por la corona sobre ella y emite la mayor parte de su luz como rayos ultravioleta. En la parte superior se encuentra la corona supercaliente, que está formada por estructuras como bucles y corrientes de gas ionizado. La corona generalmente varía de 900,000 F (500,000 C) a 10.8 millones de F (6 millones de C) e incluso puede alcanzar decenas de millones de grados cuando ocurre una llamarada solar. La materia de la corona se sopla como el viento solar.

Campo magnético

La fuerza del campo magnético del sol es típicamente solo el doble de fuerte que el campo de la Tierra. Sin embargo, se vuelve altamente concentrado en áreas pequeñas, alcanzando hasta 3,000 veces más fuerte de lo normal. Estos retorcimientos y giros en el campo magnético se desarrollan porque el sol gira más rápidamente en el ecuador que en las latitudes más altas y porque las partes internas del sol giran más rápidamente que la superficie. Estas distorsiones crean características que van desde manchas solares hasta erupciones espectaculares conocidas como erupciones y eyecciones de masa coronal. Las erupciones son las erupciones más violentas en el sistema solar, mientras que las eyecciones de masa coronal son menos violentas pero involucran cantidades extraordinarias de materia: una sola eyección puede derramar aproximadamente 20 billones de toneladas (18 billones de toneladas métricas) de materia al espacio.

Composición química

Al igual que la mayoría de las otras estrellas, el sol está compuesto principalmente de hidrógeno, seguido de helio. Casi toda la materia restante consta de otros siete elementos: oxígeno, carbono, neón, nitrógeno, magnesio, hierro y silicio.Por cada 1 millón de átomos de hidrógeno en el sol, hay 98,000 de helio, 850 de oxígeno, 360 de carbono, 120 de neón, 110 de nitrógeno, 40 de magnesio, 35 de hierro y 35 de silicio. Aún así, el hidrógeno es el más ligero de todos los elementos, por lo que solo representa aproximadamente el 72 por ciento de la masa solar, mientras que el helio representa alrededor del 26 por ciento.

Vea cómo funcionan las erupciones solares, las tormentas solares y las enormes erupciones del sol en esta infografía de SPACE.com. Vea la infografía completa de la tormenta solar aquí.

Vea cómo funcionan las erupciones solares, las tormentas solares y las enormes erupciones del sol en esta infografía de SPACE.com. Vea la infografía completa de la tormenta solar aquí.

Crédito: Karl Tate / SPACE.com

Manchas solares y ciclos solares

Las manchas solares son características relativamente frescas y oscuras en la superficie del sol que a menudo son aproximadamente circulares. Surgen donde densos haces de líneas de campo magnético desde el interior del sol atraviesan la superficie. [Relacionado: la mancha solar más grande en 24 años impresiona a los científicos, pero también desconcierta]

El número de manchas solares varía a medida que lo hace la actividad magnética solar: el cambio en este número, desde un mínimo de ninguno hasta un máximo de aproximadamente 250 manchas solares o grupos de manchas solares y luego de vuelta al mínimo, se conoce como el ciclo solar y promedia aproximadamente 11 años de duración. Al final de un ciclo, el campo magnético invierte rápidamente su polaridad.

Observación e historia

Las culturas antiguas a menudo modificaban las formaciones rocosas naturales o construían monumentos de piedra para marcar los movimientos del sol y la luna, trazando las estaciones, creando calendarios y monitoreando eclipses. Muchos creyeron que el sol giraba alrededor de la Tierra, con el antiguo erudito griego Ptolomeo formalizando este modelo "geocéntrico" en 150 a. C. Luego, en 1543, Nicolás Copérnico describió un modelo heliocéntrico, centrado en el sol, del sistema solar, y en 1610, el descubrimiento de Galileo Galilei de las lunas de Júpiter reveló que no todos los cuerpos celestiales rodeaban la Tierra.

Para aprender más sobre cómo funcionan el sol y otras estrellas, después de las primeras observaciones con cohetes, los científicos comenzaron a estudiar el sol desde la órbita de la Tierra. La NASA lanzó una serie de ocho observatorios en órbita conocidos como el Observatorio Solar Orbital entre 1962 y 1971. Siete de ellos tuvieron éxito, y analizaron el sol en las longitudes de onda ultravioleta y de rayos X y fotografiaron la corona súper caliente, entre otros logros.

En 1990, la NASA y la Agencia Espacial Europea lanzaron la sonda Ulysses para realizar las primeras observaciones de sus regiones polares. En 2004, la nave espacial Genesis de la NASA devolvió muestras de viento solar a la Tierra para su estudio. En 2007, la misión del Observatorio de Relaciones Terrestres Terrestres (STEREO) de la doble nave espacial de la NASA devolvió las primeras imágenes tridimensionales del sol. La NASA perdió el contacto con STEREO-B en 2014, que permanece fuera de contacto excepto por un breve período en 2016. STEREO-A sigue siendo completamente funcional.

Una de las misiones solares más importantes hasta la fecha ha sido el Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO), que fue diseñado para estudiar el viento solar, así como las capas exteriores y la estructura interior del sol. Tomó imágenes de la estructura de las manchas solares debajo de la superficie, midió la aceleración del viento solar, descubrió ondas coronales y tornados solares, encontró más de 1,000 cometas y revolucionó nuestra capacidad para pronosticar el clima espacial. Recientemente, el Observatorio de Dinámica Solar (SDO) de la NASA, la nave espacial más avanzada diseñada para estudiar el sol, ha devuelto detalles nunca antes vistos de material que fluye hacia afuera y lejos de las manchas solares, así como primeros planos de actividad en el sol. superficie y las primeras mediciones de alta resolución de erupciones solares en una amplia gama de longitudes de onda ultravioleta extremas.

Hay otras misiones planeadas para observar el sol en los próximos años. El Solar Orbiter de la Agencia Espacial Europea se lanzará en 2018, y para 2021 estará en órbita operativa alrededor del sol. Su enfoque más cercano al sol será de 26 millones de millas (43 millones de kilómetros), aproximadamente un 25 por ciento más cerca que Mercurio. Solar Orbiter analizará las partículas, el plasma y otros elementos en un entorno relativamente cercano al sol, antes de que estas cosas se modifiquen al transportarse a través del sistema solar. El objetivo es comprender mejor la superficie solar y el viento solar.

La sonda solar de Parker se lanzará en 2018 para acercarse al sol de forma extremadamente cercana, llegando a alcanzar las 4 millones de millas (6,5 millones de kilómetros). La nave observará la corona, la atmósfera exterior sobrecalentada del sol, para aprender más sobre cómo fluye la energía a través del sol, la estructura del viento solar y cómo se aceleran y transportan las partículas energéticas.

Informes adicionales de Elizabeth Howell y Nola Taylor Redd, colaboradores de Space.com


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