O presente artigo discorrerá sobre a definição de estrela, seu nascimento e morte, compreendendo que o Sol é uma estrela solitária, fazendo uma descrição das partes que o constituem e de sua importância para a vida na Terra por ser a fonte de luz e calor, além de sua influência na alta atmosfera e na superfície terrestre e como a comunidade cientifica está cada vez mais atenta a seus efeitos.
Quando um observador situado na Terra olha para o céu noturno a estrela mais brilhante que ele vê é Sirius, já no céu diurno, é o Sol, isso em se tratando da magnitude aparente, se for levar em conta a magnitude absoluta o Sol não é a estrela mais brilhante, sendo que hipoteticamente são colocadas todas as estrelas a uma mesma distância, e daí comparado o seu brilho. O Sol é por sua vez a estrela mais brilhante olhando-se da Terra por situar-se mais perto dela a uma distância de 150 milhões de km, enquanto que as outras estrelas estão muito mais distantes do que isso. Pela sua proximidade o Sol é a estrela mais importante para a vida na Terra, por ser ela a fonte de luz e calor necessário para a existência da vida.
As estrelas podem ser definidas como corpos celestes de formato esférico que irradiam luz. Possuem massa na faixa de 0,1 a 100 vezes a massa do Sol e pertencem a sistemas maiores denominados galáxias. O Universo contém aproximadamente 100 bilhões de galáxias e estas, bilhões ou trilhões de estrelas, embora só uma pequena parte seja visível a olho nu. As estrelas podem ser solitárias, como é o caso do Sol, mas muitas existem em pares ou em aglomerados.
Júpiter poderia ser um segundo Sol, uma discussão na Rússia colocou em dúvida se o maior planeta do sistema solar poderia ser uma estrela em nascimento, com capacidade para se tornar no futuro um segundo Sol, os argumentos são baseados na existência de uma fonte de energia interna e por ser composto de 99% de hélio e hidrogênio, atestando que suas reservas de combustíveis nucleares não são problemas, mas o problema resiste no fato de que ele teria que atingir a massa crítica capaz de dar início as reações termonucleares que o transformarão em outro Sol visto que não há matéria suficiente no sistema solar para isso acontecer.
As estrelas nascem de gigantescas nuvens de gás e poeira comprimidas pela própria gravidade até atingir pressão e temperatura altas o suficiente para desencadear reações nucleares em seu interior. A primeira reação é a queima de hidrogênio: quatro núcleos de hidrogênio são convertidos em um núcleo de hélio. A estrela permanece a maior parte de sua vida nesse estágio, durante o qual ela é chamada de estrela anã ou estrela de seqüência principal. Sua luminosidade e temperatura aumentam de acordo com a massa. No estágio posterior, ela é denominada estrela gigante ou supergigante. Nessa fase, já converteu todo o hidrogênio de seu centro em hélio, que passa a ser queimado: três núcleos de hélio são convertidos em carbono. O tamanho aumenta, mas sua massa se mantém inalterada. As estrelas gigantes ou supergigantes morrem quando seu combustível nuclear se esgota. As estrelas com massa menor do que dez massas solares ao morrer expelem sua parte exterior, formando uma concha chamada “nebulosa planetária”. O resto dessas estrelas se transforma em uma anã branca, com densidade de até algumas toneladas por centímetro cúbico. As estrelas maiores do que dez massas solares terminam a vida em uma superexplosão chamada de supernova. Durante essa explosão é formada a maior parte dos elementos químicos que irão constituir as novas estrelas. O resto da supernova pode ser uma estrela de nêutrons ou um buraco negro.
As supernovas são catástrofes inimagináveis. Depois de queimar em reações nucleares todo o hidrogênio de que são feitas, as maiores estrelas torram os últimos restos do gás e explodem num clarão que, por duas semanas ou três semanas, ofusca uma galáxia inteira. O brilho é maior do que o de 200 bilhões de astros reunidos. Os cientistas estão à procura dessas explosões armados das melhores câmeras e dos mais potentes telescópios em busca de segredos sobre a formação e a evolução do Universo.
Os cientistas têm uma boa razão para comemorar as imagens que o telescópio americano Chandra acaba de fazer de Cassiopéia-A. Trata-se de um grande amontoado de gás e poeira, situado na constelação de Cassiopéia-A, lançado ao espaço por uma supernova, isto é, a explosão de uma estrela gigante. O motivo da animação é que as fotos do Chandra confirmam uma importante previsão teórica, a de que as supernovas são responsáveis pela produção de elementos químicos pesados, como o ferro. Para entender essa questão, considere que no inicio do Universo existiam apenas dois átomos, o de hidrogênio e o de hélio. Todos os outros foram sintetizados por reações atômicas que só ocorrem a temperaturas altíssimas, acima de 5 milhões de graus Celsius, no coração das estrelas. Mas, segundo a teoria, metais densos, como o níquel ou o ferro, só podem ser sintetizados quando uma grande estrela morre em uma superexplosão, elevando seu calor a mais de 1 bilhão de graus Celsius. Aí, em frações de segundo, forjam-se massas enormes de átomos pesados.
O que o Chandra fez agora foi mostrar que os destroços estelares de Cassiopéia-A são muito abundantes em ferro, comprovando as expectativas dos teóricos. É a primeira vez que se detectam sinais claros de um metal pesado em uma nebulosa. Depois de lançados ao espaço, os átomos saídos do forno das supernovas rodopiam milhares de anos no vazio até que a massa se reagrupa. Ela, assim, dá origem a uma nova geração de estrelas e de planetas.
Várias são as estrelas existentes no Universo, mas a mais importante sem dúvida é o Sol por estar relacionado diretamente com a possibilidade de vida na Terra, por isso nunca é demais dedicar um estudo pormenorizado do Sol em todos os seus aspectos, sejam físicos, químicos ou ainda a influência que ele desempenha no sistema solar e especialmente na Terra.
O Sol
O Sol é a fonte de energia que domina o sistema solar. Sua força gravitacional mantém os planetas em órbita e sua luz e calor tornam possível a vida na Terra.
As observações científicas realizadas indicam que o Sol é uma estrela de luminosidade e tamanho médios, e que no céu existem incontáveis estrelas maiores e mais brilhantes, mas para nossa sorte, a luminosidade, tamanho e distância foram exatos para que o nosso planeta desenvolvesse formas de vida como a nossa.
Muitas pessoas acreditam que o Sol é uma estrela comum. Isto está errado. Cerca de 95% de todas as estrelas têm massa menor que a do Sol. As mais numerosas em nossa galáxia têm apenas 10% da massa solar. São todas más candidatas a hospedar vida evoluída porque emitem pouca energia. Para conseguir calor suficiente, um planeta precisaria estar tão perto dessa estrela que entraria no que é chamado de rotação sincrônica. Um lado do planeta estaria sempre de frente para a estrela. A temperatura no lado escuro seria tão baixa que toda a atmosfera congelaria, impedindo a formação de vida animal.
Se o Sol fosse maior, com certeza não estaríamos aqui.
Composição do Sol - O Sol é uma enorme esfera de gás incandescente composta essencialmente de hidrogênio e hélio, com um diâmetro de 1,4 milhões de quilômetros. O volume do Sol é tão grande que em seu interior caberiam mais de 1 milhão de planetas do tamanho do nosso. Para igualar seu diâmetro, seria necessário colocar 109 planetas como a Terra um ao lado do outro.
Núcleo do Sol - No centro da estrela encontra-se o núcleo, cuja temperatura alcança os 15 milhões de graus centígrados e onde ocorre o processo de fusão nuclear por meio do qual o hidrogênio se transforma em hélio. A energia gerada mantém o Sol aquecido, levando-o a expandir-se. Mas essa expansão resulta também no esfriamento do núcleo, de modo que as camadas externas voltam a pressionar as internas e o núcleo volta a ser comprimido e se mantém aquecido.
O equilíbrio entre a pressão das camadas externas e a pressão gerada pelo calor das zonas internas é tão estável que nossa estrela encontra-se nessas condições há 5 bilhões de anos e continuará por outros 5 bilhões, ou mais, até que se esgote o combustível nuclear que contribui para a manutenção das altas temperaturas do núcleo.
Superfície do Sol - A superfície luminosa do Sol é chamada de fotosfera. Apesar de seu aspecto compacto, não é sólida, é gasosa. A fotosfera constitui zona limítrofe entre a densa e opaca massa gasosa das regiões centrais do Sol e o material mais tênue e transparente do exterior.
Numa imagem ampliada da fotosfera pode-se verificar seu aspecto granulado, produzido por correntes de gás quente que sobem à superfície e voltam a descer. A parte superior dessas colunas de gás forma cristas conhecidas como grânulos, de centenas de quilômetros de diâmetro, dos quais existem milhões na fotosfera. A vida média dos grânulos é de apenas 10 minutos, razão pela qual a superfície do Sol está em constante mudança.
Cromosfera - Ao redor da fotosfera está a cromosfera, de cor vermelha, composta basicamente de hidrogênio gasoso. É difícil observá-la, pois ela se encontra junto à fotosfera. As melhores ocasiões para observá-la apresentam-se durante os eclipses totais do sol, quando a fotosfera está oculta pela Lua.
Protuberâncias - A cromosfera expulsa para o espaço gigantescas massas de gás incandescente, denominadas protuberâncias, de mais de 100.000km de comprimento médio. Algumas delas formam gigantescos arcos que acompanham as linhas de campo magnético solar e alcançam temperaturas superiores a 10.000º C. As protuberâncias manifestam-se durante os períodos de atividade máxima do Sol e podem durar várias semanas.
Coroa - O extrato mais externo do Sol é a coroa, uma camada envolvente formada por hidrogênio muito diluído, com temperatura superior a 1 milhão de graus centígrados. Normalmente é visível durante os eclipses. Os gases que formam a coroa emitem grande quantidade de energia em forma de raios X. A coroa não apresenta sempre o mesmo aspecto, sua forma varia com o passar do tempo. Isso se deve ao fato de que um gás turbulento não mantém o mesmo aspecto durante longos períodos. O sol tem um ciclo de atividade que se repete com certa regularidade cada 11 anos. A coroa parece seguir esse ritmo; algumas vezes apresenta-se mais simétrica e em outras exibe vistosos penachos e profundas lagunas. A maior simetria ocorre nos períodos de máxima atividade; nos períodos de mínima, a coroa aparece achatada sobre o plano equatorial solar e praticamente desaparece nos pólos.
Vento Solar - O Sol emite um fluxo contínuo de partículas ionizadas que se propagam pelo espaço em todas as direções. Denominado vento solar, esse fluxo possui intensidade variável, associada à atividade das manchas solares. Os ventos solares são responsáveis por diversos fenômenos, como a orientação da cauda dos cometas em sentido contrário ao Sol, distorção do cinturão magnético da Terra, com conseqüente alteração do campo magnético do planeta, com efeitos imprevisíveis sobre o clima, telecomunicações, rede de distribuição elétrica e meio ambiente. O vento solar dá origem também às magníficas auroras boreais.
A zona onde o vento solar desaparece é chamada de heliopausa – representa o limite da influência do Sol. Não se sabe ao certo onde esta região ocorre. Sondas lançadas nos anos 70 para explorar os confins do sistema solar nos darão essa informação.
Manchas Solares - As formas mais interessantes observadas no Sol são as manchas solares, pequenas áreas mais escuras que o restante da fotosfera, em virtude de sua temperatura mais baixa. As manchas solares são brilhantes, mas sua temperatura, de cerca de 4000º C, é inferior à temperatura de 5770º C das áreas circundantes. As manchas, que podem ser várias vezes maiores que a Terra, surgem por razão do intenso campo magnético do sol, que impede em alguns pontos a subida do calor proveniente do interior, provocando a formação de áreas mais frias. As manchas solares nos dão a impressão de serem negras, mas isso ocorre porque são mais frias que as áreas circundantes da fotosfera. A área escura da mancha é denominada sombra, com temperatura de aproximadamente 4300-4800ºC. Em torno da sombra, existe a penumbra cuja temperatura varia de 5400 a 5500ºC. A vida média de uma mancha é de 2 semanas. O mais comum, porém, é surgirem aos pares ou grupos, então sua vida média será de aproximadamente 3 meses. O número de manchas solares varia cada ano e depende da intensidade da atividade solar, cujo ciclo regular é de aproximadamente 11 anos, portanto observamos um número máximo de manchas a cada 11 anos, fase conhecida como máximo solar. O último máximo solar foi em 1991 e os próximos deverão ocorrer em 2002 e 2013.
Efeitos do Sol - Atualmente são realizadas muitas pesquisas sobre os efeitos da atividade solar no clima que se somam ao fluxo de energia que aquece o planeta, variando de acordo com a atividade solar. No Sol ocorre explosões que liberam energia para o espaço interplanetário na forma de radiação eletromagnética, em todo o espectro, de rádio passando pelo visível até raios X e gama, estas explosões são conhecidas como vento solar. Assim a atividade solar tem grande impacto no espaço e na Terra, como as fantásticas auroras boreais e austrais, resultado da emissão de partículas das explosões solares que atingem a atmosfera terrestre, precipitando-se na direção dos campos magnéticos. As explosões solares na alta atmosfera causam interrupção nas radiocomunicações em ondas curtas, além de danificar circuitos eletrônicos dos satélites. São menos conhecidas as influências da atividade solar na superfície da Terra, no clima, metereologia e meio ambiente, nem por isso são menos importantes, visto que há indícios de que grandes explosões solares têm impacto direto e imediato na superfície principalmente em oleodutos-gasodutos e linhas de transmissão. O conhecimento dos regimes climáticos e do tempo tem enormes conseqüências socioeconômicas como na produção agrícola, reservatórios hidrelétricos, justificando os enormes investimentos em pesquisas metereológicas. Influência das explosões solares no clima não podem ser mais ignoradas, uma intensa campanha internacional de pesquisas será promovida pelo Comitê Científico de Física Solar-Terrestre para melhor compreender a conexão Sol-Terra.
FONTES CONSULTADAS
MOURÃO, Ronaldo Rogério de Freitas. Astronomia e Astronáutica. 2º ed. São Paulo: Editora S.A, 1981.
Almanaque Abril 98: São Paulo: Astronáutica, 1998.
O Sistema Solar. Disponível em: http://www.ufogenesis.com.br. Acesso em: 25 setembro 2004.
João Steiner. Siderúrgicas do espaço. Superinteressante, São Paulo, nº 4, p.86, abril de 2000.
Pierre Kaufmann. Efeitos do Sol no meio ambiente espacial e o clima. Scientific American Brasil, São Paulo, nº 4, p.74-77, setembro de 2002.
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