El Sol de la Tierra: Datos sobre la edad, el Tamaño y la Historia del Sol

¿Cómo es el Sol?

El Sol es una estrella enana amarilla en el centro de nuestro Sistema Solar. Todos los planetas del Sistema Solar orbitan alrededor del Sol.

El Sol y el Sistema Solar orbitan alrededor del centro de nuestra Galaxia, la Vía Láctea.

Aunque el Sol es una estrella relativamente pequeña en el universo, es enorme en relación con nuestro sistema solar.

Incluso con planetas de gas masivos como Júpiter y Saturno, el Sol contiene el 99,8% de toda la masa del sistema solar.

El Sol está compuesto de hidrógeno sobrecalentado y gas helio. El hidrógeno constituye aproximadamente el 74% de la masa del Sol.

En el centro del Sol, los átomos de hidrógeno, bajo una intensa presión de la gravedad, pasan por un proceso llamado fusión nuclear y se convierten en átomos de helio.

El proceso de fusión nuclear genera una tremenda cantidad de calor causando radiación y eventualmente la luz solar que llega a la Tierra.

El sol se encuentra en el corazón del sistema solar, donde es, con mucho, el objeto más grande.

¿Cómo suena el Sol? 

El más Grande

Contiene el 99,8 por ciento de la masa del sistema solar y es aproximadamente 109 veces el diámetro de la Tierra - cerca de un millón de Tierras podrían caber dentro del sol.

La parte visible del sol es de unos 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 cada 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 de la Vía Láctea. Orbita a unos 25.000 años luz del núcleo galáctico, completando una revolución cada 250 millones de años aproximadamente.

El sol es relativamente joven, parte de una generación de estrellas conocidas 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 una generación anterior de Población III puede haber existido, aunque todavía no se conoce a ningún miembro de esta generación.

El Fin del Sol PodCast

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Formación y evolución del Sol

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 nube gigante y giratoria de gas y polvo conocida como la nebulosa solar.

A medida que la nebulosa colapsaba debido a su gravedad, giraba más rápido y se aplastaba en un disco. La mayor parte del material fue jalada hacia el centro para formar el sol.

El sol tiene suficiente combustible nuclear para mantenerse tal cual durante otros 5.000 millones de años.

Después de eso, se hinchará para convertirse en una gigante roja. Eventualmente, se despojará de sus capas externas, y el núcleo restante 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 frío, a veces conocido como enana negra.

Tamaño del sol

El tamaño del Sol comparado con las estrellas más grandes conocidas (gigantes rojas) no es muy grande.

Sin embargo, si se compara con el tipo de estrella más común en el universo, la enana roja, el Sol es bastante más grande.

Por lo tanto, el Sol no es el tipo más grande de estrella en el universo, pero es definitivamente más grande que la mayoría.

En cuanto a la masa del Sol en comparación con otros cuerpos encontrados en nuestro sistema solar, el Sol es fácilmente el más masivo. Sólo el Sol contiene el 99,8% de la masa total del Sistema Solar.

En términos de tamaño, el Sol tiene un diámetro de aproximadamente 1,4 millones de kilómetros (870.000 millas).

Para poner esto en perspectiva, es casi 110 veces el diámetro de la Tierra. Lo que esto significa es que cerca de un millón de Tierra podrían caber dentro del Sol.

Estructura interna y atmósfera del Sol

El sol y su atmósfera están divididos en varias zonas y capas. El interior solar, de adentro hacia afuera, está formado por el núcleo, la zona radiativa y la zona convectiva.

La atmósfera solar por encima que consiste en la fotosfera, la cromosfera, una región de transición y la corona.

Más allá 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 sólo constituye 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 solar.

Luego está la zona radiativa, que se extiende desde el núcleo hasta el 70 por ciento de la superficie del sol, constituyendo el 32 por ciento del volumen del sol y el 48 por ciento de su masa.

El Núcleo

La luz del núcleo se dispersa en esta zona, de modo que un solo fotón a menudo puede tardar un millón de años en pasar.

La zona de convección llega hasta la superficie del sol, y constituye el 66 por ciento del volumen del sol, pero sólo un poco más del 2 por ciento de su masa.

Las "células de convección" de gas enroscadas dominan esta zona. Existen dos tipos principales de células de convección solar: las células de granulación de unos 1.000 kilómetros de ancho y las células de supergranulación de unos 30.000 kilómetros de diámetro.

La fotosfera

La fotosfera es la capa más baja de la atmósfera del sol y emite la luz que vemos. Tiene unos 500 km de espesor, aunque la mayor parte de la luz proviene de su tercio inferior.

Las temperaturas en la fotosfera varían de 6.125 C (11.000 F) en la parte inferior a 4.125 C (7.460 F) en la parte superior.

La siguiente es la cromosfera, que es más caliente, de hasta 35.500 F (19.725 C), y al parecer está compuesta en su totalidad de estructuras puntiagudas conocidas como espículas, típicamente de unas 600 millas (1.000 km) de diámetro y hasta 6.000 millas (10.000 km) de altura.

Después de eso está la región de transición de unos pocos cientos a unos pocos miles de kilómetros de espesor, que es calentada por la corona sobre ella y vierte la mayor parte de su luz como rayos ultravioleta.

En la parte superior se encuentra la corona super-caliente, que está hecha de estructuras tales como bucles y corrientes de gas ionizado.

La corona generalmente oscila entre 900.000 F (500.000 C) y 10,8 millones de F (6 millones de C) e incluso puede alcanzar decenas de millones de grados cuando se produce una erupción solar. La materia de la corona es soplada como el viento solar.

El Sol desde el Espacio 

Campo magnético del Sol

La fuerza del campo magnético del sol es típicamente sólo el doble de fuerte que el campo de la Tierra. Sin embargo, se vuelve altamente concentrado en áreas pequeñas, llegando a ser hasta 3.000 veces más fuerte de lo normal.

Estas torceduras y torceduras 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 llamaradas y eyecciones de masa coronal.

Las llamaradas son las erupciones más violentas del sistema solar, mientras que las eyecciones de masa coronal son menos violentas pero involucran cantidades extraordinarias de materia - una sola eyección puede expulsar aproximadamente 20.000 millones de toneladas (18.000 millones de toneladas métricas) de materia al espacio.

Composición química del Sol

Al igual que la mayoría de las demás estrellas, el sol está compuesto principalmente de hidrógeno, seguido del helio.

Casi toda la materia restante consiste en otros siete elementos: oxígeno, carbono, neón, nitrógeno, magnesio, hierro y silicio.

Por cada 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 sólo representa aproximadamente el 72 por ciento de la masa del sol, mientras que el helio constituye alrededor del 26 por ciento.

Manchas solares y ciclos solares

Las manchas solares son rasgos relativamente fríos y oscuros en la superficie del sol que a menudo son más o menos circulares.

Emergen donde densos haces de líneas de campo magnético del interior del sol atraviesan la superficie.

El número de manchas solares varía como lo hace la actividad magnética solar - el cambio en este número, de un mínimo de ninguna a un máximo de aproximadamente 250 manchas solares o grupos de manchas solares y luego volver al mínimo, se conoce como el ciclo solar, y tiene un promedio de unos 11 años de duración.

Al final de un ciclo, el campo magnético invierte rápidamente su polaridad.

Observación e historia del Sol

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 los eclipses.

Muchos creían que el sol giraba alrededor de la Tierra, con el antiguo erudito griego Ptolomeo formalizando este modelo "geocéntrico" en el año 150 a.C. Luego.

En 1543, Nicolás Copérnico describió un modelo heliocéntrico y 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 celestes 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

La NASA lanzó una serie de ocho observatorios en órbita conocidos como el Observatorio Solar en Órbita entre 1962 y 1971. Siete de ellos tuvieron éxito, analizaron el sol en 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 Ulises para realizar las primeras observaciones de sus regiones polares.

Ademas, en 2004, la nave espacial Génesis de la NASA devolvió muestras del viento solar a la Tierra para su estudio.

En 2007, la misión del Observatorio de Relaciones Solares y Terrestres (STEREO) de la NASA devolvió las primeras imágenes tridimensionales del sol.

La NASA perdió contacto con STEREO-B en 2014, que se mantiene fuera de contacto excepto por un breve período en 2016. STEREO-A sigue siendo totalmente funcional.

SOHO

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.

Ha imaginado la estructura de las manchas solares debajo de la superficie, medido la aceleración del viento solar, descubierto olas coronales y tornados solares, encontrado más de 1.000 cometas, y revolucionado nuestra capacidad para pronosticar el clima espacial.

El Observatorio

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 del material que fluye hacia afuera y lejos de las manchas solares.

Así como los primeros planos de actividad en la superficie del sol y las primeras mediciones de alta resolución de las erupciones solares en un amplio rango de longitudes de onda ultravioleta extremas.

Hay otras misiones planeadas para observar el sol en los próximos años. El Orbitador Solar de la Agencia Espacial Europea se lanzará en 2018.

Para 2021 estará en órbita operativa alrededor del sol. Su acercamiento más cercano al sol será de 26 millones de millas (43 millones de km) - cerca de 25 por ciento más cerca que Mercurio.

El Orbitador Solar observará partículas, plasma y otros objetos en un ambiente relativamente cercano al sol.

Antes de que estos objetos sean modificados al ser transportados a través del sistema solar. El objetivo es comprender mejor la superficie solar y el viento solar.

La sonda solar Parker se lanzará en 2018 para acercarse extremadamente cerca del sol y alcanzar los 6,5 millones de kilómetros (4 millones de millas).

La nave mirará 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.

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