Sol. Gastão B. Lima Neto Vera Jatenco-Pereira IAG/USP.

Transcrição

1 Composição Fonte de energia Estrutura e Helio-sismologia Atividade: manchas e flares Ciclo solar Sol Gastão B. Lima Neto Vera Jatenco-Pereira IAG/USP Baseado nas notas de aula do Prof. Enos Picazzio IAG/USP AGA210 1º semestre/2017

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3 Sol O Sol é mais uma das estrelas da nossa Galáxia

4 Sol O Gigante do Sistema Solar Massa do Sol: vezes a massa da Terra. Diâmetro do Sol: 109 vezes o diâmetro da Terra (1,392 milhões de km). Densidade média: 1,41 g/cm 3 (quase como a da água). central: 160 g/cm 3 (para comparação, a densidade do ouro é 19 g/cm 3 ). superfície: 1 bilionésimo g/cm 3.

5 De que é formado o Sol? (e as estrelas em geral) Átomos: elemento básico da matéria. Hidrogênio: o mais simples (um próton + um elétron) e o mais leve. Urânio: o átomo mais pesado que foi descoberto primeiro na natureza. Oganesson: o átomo mais complexo conhecido (fabricado em laboratório).

6 De que é formado o Sol? (e as estrelas em geral) H: hidrogênio, elemento químico mais abundante no Universo: Em número de átomos: 91%. Em massa: 70,6%. He: hélio, segundo elemento mais abundante: Em massa: 27,4%. Demais elementos (O, C, Fe, Ne,...): 2% em massa. Quanto mais complexo o átomo, maior sua massa e, em geral, menos abundante. Moléculas: agrupamento de 2 ou mais átomos. Na superfície do Sol, há algumas poucas moléculas como OH e CO. A matéria se encontra em 4 estados na natureza: Sólidos: átomos em uma rede espacial bem definida. Líquidos: sem forma fixa e quase incompressível. Extremamente raro no Universo. Gases: formado por átomos e/ou moléculas, sem forma fixa, pode ser comprimido. Plasmas: átomos ionizados (elétrons não estão presos aos núcleos). Esta é a forma mais abundante da matéria no Universo. Estrelas são bolas de plasma.

7 Produção de energia em estrelas como o Sol Enos Picazzio

8 [e para mais uns 5 bilhões de anos] Enos Picazzio

9 40 bilhões de milhões de toneladas de TNT por segundo (como bilhões de bombas de hidrogênio por segundo) [e para mais uns 5 bilhões de anos] Enos Picazzio

10 Estrutura do Sol Coroa solar Zona de transição Zona convectiva Cromosfera Zona radiativa Núcleo Fotosfera (superfície do Sol) A estrutura interna do Sol é obtida por modelagem matemática e helio-sismologia. Hipótese: estrutura em equilíbrio, sem expansão ou contração. Dimensões : núcleo 0,2 do raio solar, zona radiativa 0,5 e zona convectiva 0,3.

11 Hélio-sismologia Aproveita os sismos solares para estudar o interior do Sol, de forma semelhante ao que se faz para a Terra. Um modelo para as oscilações de 5 minutos de período. movimento ascendente movimento descendente Oscilacões superpostas (modelo bem exagerado) Enos Picazzio

12 Hélio-sismologia: heliomoto Os sismos de maior frequência ocorrem próximos à superfície. Como a propagação depende das condições locais, as observações permitem construir modelos teóricos do interior solar. Enos Picazzio IAGUSP

13 Interior solar Núcleo ( K) Fusão nuclear 4H => He + partículas sub-atômicas + energia Enos Picazzio IAGUSP/2008

14 Interior solar Núcleo ( K) Fusão nuclear 4H => He + partículas sub-atômicas + energia Zona radiativa energia transportada através de absorção e reemissão Enos Picazzio IAGUSP/2008

15 Interior solar Zona convectiva energia transportada por convecção Zona radiativa energia transportada através de absorção e reemissão Núcleo ( K) Fusão nuclear 4H => He + partículas sub-atômicas + energia Enos Picazzio IAGUSP/2008

16 Interior solar Interface camada complexa, responsável pela geração do campo magnético solar. a luz pode demorar até 1,5 milhão de anos para chegar à superfície! Zona convectiva energia transportada por convecção Zona radiativa energia transportada através de absorção e reemissão Núcleo ( K) Fusão nuclear 4H => He + partículas sub-atômicas + energia Enos Picazzio IAGUSP/2006

17 Parte externa do Sol As partes externas do Sol, da fotosfera em diante, acessíveis à observação direta, apresentam grande variação das condições físicas com a altura: Temperatura, pressão e composição química A parte externa pode ser dividida em 2 partes: Superfície Fotosfera; Atmosfera Cromosfera, região de transição e coroa.

18 Propriedades de cada componente da estrutura do Sol (g/cm 3 ) Densidade sempre diminui com a distância ao centro aumenta. A temperatura diminui inicialmente, mas aumenta a partir da cromosfera: Efeito do campo magnético do Sol.