El Sol

11. Las Estrellas -

El Sol

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Hechos basicos del Sol

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Fuente de energía del Sol
Las primeras teorías científicas implicaron reacciones químicas o colapso gravitacional.
•  reacciones químicas fueron eliminadas - no pueden explicar la luminosidad del Sol •  la conversión de la energía gravitacional en calor como el encogimiento del Sol garantiza solamente que el Sol brilla por25 millones de años •  investigaciónes geológicas del siglo XIX indican que la Tierra es más vieja

El desarrollo de la física nuclear lleva a la respuesta correcta
•  •  •  •  •  el Sol genera energía vía reacciones de fusión nuclear hidrógeno se convierte en helio en el núcleo del Sol la masa perdida en esta conversión se transforma en energía la cantidad de energía es dada por la ecuación deEinstein: E = mc2 dado la masa del Sol, tiene bastante energía para brillar por 10 mil millones años
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Ganando un equilibrio
El Sol comenzó como una nube de gas que experimentaba un colapso gravitacional. El mismo proceso de calefacción que fue propuesto alguna vez para explicar la fuerza del Sol, hizo que el núcleo del Sol se calentara y se volviera bastante denso para comenzar reaccionesde fusión nuclear. Una vez comenzadas, las reacciones de fusión generaron la energía que produce una presión hacia fuera.

Esta presión balancea perfectamente la fuerza interna de la gravedad. Dentro del Sol, la presión es más fuerte donde la gravedad está más fuerte. En la superficie, la presión es menor donde la gravedad es menor. Este equilibrio se llama equilibrio gravitacional. Hace que elradio del Sol siga siendo estable.
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H He O C Fe

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Sabemos esto identificando las lineas de absorción en el espectro del Sol.

Estas líneas se forman en la fotosfera. Recuerden, si analizamos la luz de las estrellas, podemos encontrar: •  Temperatura de una estrella •  Composición química de una estrella •  Velocidad radial de una estrella (Doppler)
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Capas del Sol
TemperaturaProfundidad Nucleo Zona radiativa Zona convectiva Fotosfera Cromosfera Corona Viento solar 1.5 x 107 K > 2 x 106 K < 2 x 106 K 5.8 x 103 K 1– 5 x 104 K 2 x 106 K > 106 K 0.25 R 0.70 R 0.85 R 400 km espesor 2,500 km espesor 600,000 km espesor más allá de la órbita de Plutón
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Capas del Sol

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  El Núcleo
•  T = 1.5 x 107 K; profundidad = 0 – 0.25 R •  Aquí es donde la energía del Solse genera.

  Zonas Internas
•  T < 8 x 106 K; profundidad = 0.25 – 0.86 R •  La energía es transportada por el interior. •  El interior se divide entre dos zonas:
•  Zona radiativa •  Zone convectiva

•  Límites entre ambos:
•  T = 2 x 106 K; profundidad = 0.70 R
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  Fotosfera
•  T = 5,800 K; profundidad = 400 km •  Esta es la superficie amarilla que vemos

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  Cromosfera•  T = 1 – 5 x 104 K; extensión = 2,500 km •  Una fina capa encima de la fotosfera donde la mayor parte de la luz solar ultravioleta es emitida. •  Foto en UV del Sol •  luz emitida por helio neutro en 20.000 K

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  Corona
•  T = 2 x 106 K; extensión ~ 600,000 km •  Es gas caliente, ionizado que rodea el sol. –  que emite rayos-X en su mayoría •  Se puede observar en luz visible durante uneclipse.

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Viento Solar
La corriente de electrones, protones, núcleos de helio y otros iones que fluyen desde el sol. Se extiende más allá de Plutón.

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•  La fusión nuclear –  una reacción donde los núcleos más pesados se crean mediante la combinación (fusión) de núcleos más ligeros. –  todos los núcleos tienen carga positiva –  La fuerza electromagnética provoca que los núcleos serepelen. –  para que ocurra la fusión, los núcleos deben estar en movimiento lo suficientemente rápido para superar la repulsión EM –  esto requiere altas temperaturas y presiones •  Cuando núcleos se tocan, la fuerza nuclear los une

¿Por qué la fusión se produce en el centro del Sol?

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Neutrones
Los neutrones no son estables! No existen por mucho tiempo (vida media 885.7 s) !...