Soarele

    Steaua Sistemului nostru Solar, Soarele, a fost sursa de inspiratie pentru scrierile mitologice in culturi din toate colturile lumii. Anumite culturi antice au construit sau modificat formatiuni de roca pentru a observa Soarele si Luna. Acestia au creeat calendare si au monitorizat eclipsele.
Soarele este cea mai apropiata stea de Pamant, la o distanta de 149,60 milioane km. Distanta dintre Pamant si Soare mai este cunoscuta si ca unitate astronomica (UA sau AU in engleza), si este folosita pentru a masura distantele, peste tot in Sistemul Solar. Acesta este de 332.900 de ori mai masiv decat Pamantul si contine 99,86% din masa intregului Sistem Solar.
    Soarele este format din 6 regiuni: nucleul, zona radiativa, zona conectiva din interior, suprafata vizibila cunoscuta drept fotosfera, cromosfera si coroana. In nucleu temperatura atinge 15 milioane grade Celsius, ceea ce este suficient pentru a sustine fuziunea termonucleara. Energia produsa in nucleu produce toata caldura si lumina pe care o primim pe Pamant. Temperatura scade la 2 milioane grade, in zona conectiva, unde uriase baloane de plasma fierbinte urca la suprafata.
    Suprafata Soarelui 
    - fotosfera - este o regiune subtire, circa 500 km, de unde radiatia Soarelui "scapa in afara" si este detectata drept lumina pe care o observam de pe Pamant. Temperatura in fotosfera este de 5.500 grade Celsius. Datorita unui camp magnetic ce inconjoara Soarele, in coroana temperatura creste pana la 2 milioane grade insa se raceste rapid, acest fenomen dand nastere "vantului solar".

     SURSA 02

    Soarele este o stea G2 obisnuita, una dintre cele mai mult de 100 miliarde de stele din galaxia noastra.
- diametru: 1,390,000 km.
- masa: 1.989e30 kg
- temperatura: 5800 K (suprafata)
15,600,000 K (miez)

    Soarele este de departe cel mai mare corp din Sistemul Solar. Contine mai mult de 99.8% din masa totala a Sistemului Solar. (Jupiter o mare parte din restul de materie).
Soarele este personificat in multe mitologii: grecii il numesc Helios pe cand romanii ii ziceau Sol.
Soarele este alcatuit, in prezent, din aproximativ 75% hidrogen si 25% heliu dupa masa (92.1% hidrogen si 7.8% heliu dupa numarul de atomi); orice altceva ("metale") se gaseste doar in proportie de 0.1%. Aceasta se schimba incet de-a lungul timpului pe masura ce Soarele converteste hidrogenul in heliu in miezul sau.
    Straturile exterioare ale Soarelui executa rotatie diferentiala: la ecuator, suprafata se roteste o data la 25.4 zile; in apropierea polilor se face la 36 de zile. Acest comportament ciudat se datoreaza faptului ca Soarele nu este un corp solid cum este Pamantul. Efecte asemanatoare apar in planetele gazoase. Rotatia diferentiala se extinde considerabil in jos, spre interiorul Soarelui insa miezul se roteste ca un corp solid.
    În miezul Soarelui (aproximativ 25% din raza spre interior) conditiile sunt extreme. Temperatura este de 15.6 milione Kelvin si presiunea este de 250 miliarde atmosfere. În centrul miezului, densitatea Soarelui este mai mare decat de 150 de ori cea a apei.
Fluxul de emisie al energiei (3.86e33 erg/secunda sau 386 miliarde de miliarde de megawati) este produs de reactii de fuziune nucleara. În fiecare secunda, aproximativ 700,000,000 tone de hidrogen sunt convertite in 695,000,000 tone de heliu si 5,000,000 tone (=3.86e33 erg) de energie sub forma de raze gama. În drumul sau spre suprafata, energia este continuu absorbita si re-emisa la temperaturi tot mai scazute astfel incat in momentul ajungerii la suprafata, este in mare parte lumina vizibila. Pentru restul de 20% pe care ii mai are de parcurs pana la suprafata energia este transportata mai mult prin convectie decat prin radiatie.
    Suprafata Soarelui, numita si fotosfera, are o temperatura de aproximativ 5800 K. Petele solare sunt regiuni "reci", de doar 3800 K (apar intunecate doar in comparatie cu regiunile invecinate). Petele solare pot sa fie foarte intinse, ajungand pana la 50,000 km in diametru. Petele solare sunt produse de complicate si inca nu foarte bine intelese interactiuni cu campul magnetic al Soarelui.
O regiune ingusta numita cromosfera se intinde deasupra fotosferei.
Regiunea extrem de rarefiata de deasupra cromosferei, numita coroana, se intinde milioane de kilometri in spatiu insa este vizibila doar in timpul eclipselor (stanga). Temperaturile in coroana ating valori de 1,000,000 K.
    Campul magnetic al Soarelui este foarte puternic (dupa standardele terestre) si foarte complicat totodata. Magnetosfera sa (cunoscuta si ca heliosfera) se intinde mult dincolo de Pluto.
Pe langa caldura si lumina, Soarele emite un flux de densitate redusa de particule incarcate (in mare parte electroni si protoni) cunoscut sub numele de vant solar care se propaga prin Sistemul Solar cu o viteza de aproximativ 450 km/sec. Vantul solar si particulele de energie mult mai inalta emise de activitatea solara pot avea efecte dramatice pe Pamant trecand de la scurgeri de energie la interferente radio sau la frumoasa aurora boreala.
    Date recente de la nava Ulysse arata ca in timpul minimului ciclului solar, vantul solar care emana din regiunile polare circula aproape cu o viteza dubla, 750 kilometri pe secunda, fata de latitudinile joase. Compozitia vantului solar pare sa difere si ea in regiunile polare. În timpul maximului solar, totusi, vantul solar trece pe o viteza medie.
Studii ulterioare ale vantului solar vor fi efectuate de catre recent lansatele nave Wind, ACE si SOHO de la punctul de stabilitate dinamica situat intre Pamant si Soare la aproximativ 1.6 milioane km de Pamant.
    Vantul solar are efecte semnificative asupra cozilor cometelor si are chiar efecte masurabile asupra traiectoriilor navelor.
Pe suprafata Soarelui se vad deseori bucle si protuberante spectaculoase (stanga).
    Activitatea solara nu este insa constanta. Şi nici activitatea petelor solare. S-a inregistrat o perioada de joasa activitate a petelor solare in ultima jumatate a secolului al 17 - lea, numita Mica deviatie. Coincide cu o situatie de raceala anormala in Europa de Nord cunoscuta uneori sub numele de Mica Epoca de Gheata. De la formarea sistemului solar energia emanata de Soare a crescut cu 40%.
Soarele are aproximativ 4.5 miliarde de ani. De la nasterea sa a folosit cam jumatate din hidrogenul din miezul sau. Va radia in continuare "in liniste" pentru inca 5 miliarde de ani sau chiar mai bine de atat (desi luminozitatea sa se va dubla pe atunci). În cele din urma isi va epuiza combustibilul adica hidrogenul. Va trece atunci prin schimbari radicale, obisnuite la standardele stelare, care vor conduce in cele din urma la distrugerea totala a Pamantului (si probabil crearea unei nebuloase planetare).
    Satelitii Soarelui
    Exista noua planete si un mare numar de obiecte mai mici care orbiteaza Soarele. (Care anume sunt planete si care "obiecte mici" nu s-a stabilit exact nici in urma controverselor pe aceasta tema, insa totul se rezuma pana la urma la felul in care se definesc termenii.)
Distanta Raza Masa
Planeta (000 km) (km) (kg) Descoperitor Data
--------- --------- ------ ------- ---------- -----
Mercur 57,910 2439 3.30e23
Venus 108,200 6052 4.87e24
Pamant 149,600 6378 5.98e24
Marte 227,940 3397 6.42e23
Jupiter 778,330 71492 1.90e27
Saturn 1,426,940 60268 5.69e26
Uranus 2,870,990 25559 8.69e25 Herschel 1781
Neptun 4,497,070 24764 1.02e26 Galle 1846
Pluto 5,913,520 1160 1.31e22 Tombaugh 1930

    SURSA 03

    Soarele este o stea, un corp cosmic imens, masiv, ce genereaza energie prin reacțiile nucleare ce se produc in nucleu. Importanța sa pentru viața de pe Terra nu poate fi subestimata: fara Soare noi nu am exista. Totuși Soarele poate deveni periculos, fiind nevoie sa il monitorizam in continuu.
    Soarele domina sistemul solar, fiind cel mai mare astru. Fara energia sa viața nu ar fi aparut. Chiar daca vom mai primi aceeași energie de la Soare inca 4 miliarde de ani, viața pe Terra se afla pe muchie de cuțit. Atmosfera planetei noastre ne pretejeaza de radiațiile ce vin din Cosmos și de la Soare, dar noi avem un efect distructiv asupra acesteia: producem gaze daunatoare atmosferei și defrișam vegetația ce elimina dioxidul de carbon din aer.
Viața in viitorul apropiat de pe Terra depinde de noi, dar la scara mare depindem de modul in care se va schimba Soarele.
    Energia Soarelui
    Soarele este o stea ce stralucește datorita energiei ce se produce in interiorul sau. Toate corpurile din sistemul solar primesc lumina și energie de la Soare. Fara acesta ar fi bezna totala. Radiația emisa de Soare ajunge la Pamant in 8,3 minute, timp in care cu viteza luminii (300.000 km/s) se parcug cei 150 milioane de km dintre cele doua corpuri. Astfel observam Soarele cu o intarziere de 8,3 minute.
Modul in care se produce energia in Soare. Imagine mai mare. Imagine detaliata
Pentru ca este o stea, Soarele este compus numai din gaz, mare parte hidrogen (71%), heliu (27%), alte 2% fiind in mare marte carbon, azot și oxigen. Energia se produce in interiorul Soarelui, in nucleu, unde materia este foarte densa și fierbinte. Temperatura acolo este de 15 milioane de grade (15.000.000 K), iar densitatea este de 200 de miliarde de ori mai mare decat pe Terra. În aceste condiții, nucleele de hidrogen se ciocnesc și se unesc, formand nuclee de heliu. Este nevoie de patru nuclee de hidrogen ca sa se produca unul de heliu. În urma fuzionarii (lipirii) nucleelor de hidrogen se emite energie, iar pentru ca nucleul de heliu este mai ușor decat cele patru de hidrogen, diferența de masa se transforma și ea in energie dupa formula E=mc2. Soarele, care are o masa de 330.000 de ori mai mare decat a planetei noastre, transforma in fiecare secunda 6 sute de mii de milioane de tone de hidrogen in heliu. De aici energia imensa produsa de acesta. De 4,6 miliarde de ani aceasta reacție se produce, și se va mai produce inca 3 miliarde de ani.
     Transportul energiei Și structura Soarelui
     Energia care se produce in nucleu este sub forma de raze gama. Aceasta difuzeaza incet inspre suprafața și prin ciocniri cu nucleele de gaz se mai pierde din energie. Pentru ca densitatea este foarte mare, un foton de raze gama se ciocnește aproape imediat de particule de gaz, fiind absorbi și reemis, fie mai spre exterior fie spre interior. În acest mod, foarte lent, energia ajunge aproape de suprafața, fiind nevoie de 1 milion de ani sa parcurga tot traseul nucleu-suprafața. La fiecare interacție energia fotonilor scade iar aceștia intalnesc regiuni din ce in ce mai puțin dense. Stratul din Soare unde se produce acest proces se numește zona radiativa.
În straturile exterioare ale Soarelui, energia este transportata prin convecție. În zona convectiva, mai putin densa, se formeaza curenti in gaz. Gazul fierbinte urca la suprafata, se raceste, dupa care coboara iar in interior, sub forma de coloane. Aceste coloane gigantice, de maxim 2000 km diametru se pot vedea ca o granulatie. Granulele au o viata de 10-15 minute. Granulele se pot observa la suprafața Soarelui, numita fotosfera, ca o granulație. Aici temperatura este de numai 5500 grade, iar fotonii devin vizibli pentru prima oara.
Soarele pare o sfera perfecta cand privim fotosfera, pentru ca aceasta are numai 500 km grosime. Este un strat foarte fin comparat cu diametrul de 139.000.000 km al Soarelui. Numai daca observam Soarele in alte lungimi de unda putem vedea cat de dinamic este.
     Regiunile exterioare
     Regiunile exterioare ale Soarelui, adica orice se afla deasupra fotosferei, sunt mai fierbinți decit restul (in afara de nucleu) nu mai reci cum ar fi de așteptat. Motivul creșterii temperaturii nu este cunoscut dar se banuiește ca este datorata campului magnetic.
    Coroana solara
    Coroana este regiunea difuza din jurul Soarelui acoperit de Luna. Temperatura crește de la baza spre marginea exterioara a cromosferei, regiune aflata deasupra fotosferei. Cromosfera este stratul ce se poate vedea in timpul eclipselor de Soare, ca un inel ingust de culoare roșie. Atomii de hidrogen, din cauza temperaturii foarte mari, emit lumina in partea roșie a spectrului. La baza cromosferei temperatura este de 6000 grade iar la marginea superioara de 50.000 de grade.Atmosfera exterioara a Soarelui se numește coroana și se poate vedea foarte ușor in timpul eclipselor totale de Soare. Coroana are un aspect difuz, avand culoare albicioasa. Este foarte spectaculoasa in timpul totalitații, dar in restul timpului se pierde in lumina Soarelui. Coroana se intinde pe milioane de km departare de Soare și atinge peste 1 milion de grade. Forma acesteia variaza in funcție de activitatea Soarelui. Cand activitatea este la maxim, coroana este dispusa mai mult in jurul ecuatorului solar. La minin de activitate insa, coroana inconjoara tot discul solar, mai puțin regiunile polare. Se pare ca mereu exista niște goluri in coroana, pe unde liniile de camp magnetic scapa in spațiu.Vantul solar
Vantul solar este emis in continuu și ajunge chiar și la planeta noastra. Cul portocaliu și roșu este trecut vandtul solar iar cu albastru campul magnetic al Pamantului. Credit: SOHO. Imagine mai mare
La temperatura inalta din Soare, materia este ionizata, adica mulți dintre electroni au prea multa energie pentru a fi captați de nucleele atomice. Astfel materia exista intr-o stare numita plasma, un ocean de particule incarcate electric. Mișcarea acestor particule produce un camp magnetic foarte puternic care influențeaza Soarele in toate modurile posibile.
     Soarele emite continuu in spațiu particulele incarcate electric (electroni și protoni). Aceasta emisie de particule elementare a primit numele de vant solar. Vantul solar se deplaseaza dinspre Soare inspre sistemul solar și intreacționeaza cu toate planetele. Viteza acestuia la ecuator este de 400 km/s iar parțile mai active ating și 750 km/s. Numarul total de particule emise de Soare prin vantul solar este de 1,3x1031 in fiecare secunda. Aceasta inseamna ca in fiecare ora Soarele pierde 6,7 miliarde de tone de materie.
    Particulele incarcate electric nu pot trece de campul magnetic al Soarelui cu ușurința. Astfel vantul solar este reglat de campul magnetic. Uneori liniile de camp magnetic se rup in regiunile gaurilor coronale, iar electronii și protonii ce constituie vantul solar scapa in sistemul solar.
Uneori Soarele emite mari cantitați de plasma, brusc, in timpul erupțiilor solare. Erupțiile se produc in regiunile unde sunt pete solare. Liniile de camp magnetic, foarte puternic in zonele unde se formeaza pete, se rup și se reconecteaza. Energia emisa de o erupție solara este echivalenta cu cateva miliarde de bombe atomice (aproximativ 1025 jouli). Erupțiile alimenteaza vantul solar și energia acestuia crește enorm. Astfel iau naștere cele mai mari emisii de vand solar, numite ejecții coronale de masa. Acesta, daca sunt indreptate spre planeta noastra pot strica partea electrica a sateliților sau a sondelor spațiale sau pot interfera cu rețelele de distribuție a energiei electrice.
    Date interesante
5700 Grade - asta este temperatura cea mai "scazuta" de pe Soare
100.000.000.000 - tonele de dinamita care ar trebui detonate ca se se obțina energia emisa de Soare in fiecare secunda
3.200.000.000 km - numarul de km parcursi de sonda cassini pentru a ajunge la Saturn
1.300.000 - numarul de planete Pamant care ar incapea in Soare.