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A Terra à escala. Um filamento gigante e muitas vezes maior do que a Terra irrompeu da superfície do Sol no dia 31 de Agosto de 2012.

O Sol, de longe o objecto mais brilhante do céu, é a nossa estrela, o centro do nosso Sistema Solar. A sua luz é fonte de energia para as formas de vida terrestres, que desenvolveram maneiras inteligentes de aproveitar os fotões solares. No entanto, por muito que dele dependa a vida na Terra, o Sol também encerra promessas de grande destruição.

Há pouco mais de 4.500 milhões de anos, no braço de Oríon da Via Láctea, nasceu uma estrela a partir de uma nuvem de poeira e gás em rotação. Não era demasiado grande. Com efeito, para estrela, até é uma das mais modestas. Pertence à categoria das anãs amarelas e a sua superfície atinge 5.5000C, temperatura que, coincidentemente, é ideal para permitir a existência de água líquida sobre a superfície de um planeta rochoso separado por 150 milhões de quilómetros de distância.

Esse planeta é, evidentemente, a Terra. Essa estrela é o Sol. A nossa estrela amarela forma o coração de um sistema de oito planetas, um número razoável de planetas anões e inúmeros asteróides e cometas.

Anatomia solar

Se pudéssemos cortar uma fatia do Sol, veríamos que este é constituído por camadas, como uma espécie de cebola. O seu núcleo é um reactor termonuclear que funde constantemente átomos de hidrogénio em hélio. Esse denso coração, que contém metade da massa do Sol em menos de 10% do seu volume, gira a maior velocidade do que o material das camadas exteriores. Esse movimento interno forma um dínamo turbulento que estica e retorce as linhas do campo magnético do Sol e, por vezes, gera à superfície zonas de temperatura mais baixa, visíveis para nós como manchas solares.

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A estrutura interna do Sol é uma sobreposição de camadas, composta por um núcleo (ao centro), uma zona radioactiva (a amarelo) e uma zona de convecção (a laranja).

O calor e os fotões resultantes da fusão nuclear deslocam-se a partir do núcleo, que se encontra a 15 milhões de graus, até à superfície, e podem demorar milhões de anos a atravessar as espessas camadas de gás escaldante e denso que deslizam umas sobre as outras como se fossem fluidas. Quanto os fotões se aproximam da camada exterior do Sol, as correntes de convecção começam a agitar-se e, por vezes, provocam violentos sismos solares, visíveis à superfície.

Os fotões alcançam então a fotosfera, um estrato com 500 quilómetros de espessura. Aquilo que parece uma cobertura borbulhante de lava fundida é, na verdade, o exterior da fotosfera, a superfície visível do Sol. Acima da fotosfera, encontra-se a ténue atmosfera solar, que se estende por milhões de quilómetros no espaço. Perto da parte superior da atmosfera solar está a coroa, um halo fino de plasma, ténue e unicamente visível durante os eclipses totais do Sol. Um dos mistérios mais extraordinários do Sol é a coroa ser muito mais quente do que a superfície: existe uma espantosa diferença de mais de dois milhões de graus Celsius entre ambas.

Manchas e erupções solares

Com equipamento de observação adequado, é possível apreciar a evolução das manchas solares sobre a superfície do Sol. Este fenómeno ocorre quando as linhas retorcidas do campo magnético emergem através da fotosfera e travam a subida do calor até à superfície, gerando o arrefecimento e escurecimento de uma certa zona.

Embora pareçam pequenas, essas manchas escuras costumam ter várias vezes o tamanho da Terra. Vão e vêm no decorrer dos 11 anos do ciclo solar, devido às flutuações rítmicas da actividade magnética do Sol. Durante esse período de aproximadamente 11 anos, o Sol passa por fases de maior e menor actividade que se traduzem em variações da sua atmosfera e da radiação produzida, bem como em fenómenos como as erupções solares.

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As erupções solares (linhas alaranjadas) podem lançar partículas carregadas na direcção da Terra, muitas das quais são desviadas pelo campo magnético terrestre (linhas cinzentas).

As manchas solares explicam o fenómeno das erupções solares, explosões esporádicas na superfície do Sol. Essas explosões de plasma podem alcançar níveis inimagináveis de beleza… e de destruição. As erupções surgem quando se retorcem as linhas do campo magnético próximas de uma mancha solar. Imagine essas linhas como se fossem cordas: se forem enroscadas cada vez com mais força, será gerada uma tensão que acabará por rompê-las. Quando essa ruptura acontece, a superfície solar liberta uma massa enorme de matéria superquente e as cordas unem-se (ou, em terminologia científica, verifica-se uma “reconexão magnética”).

As erupções solares, por si sós, não causam qualquer dano à Terra. Acontece, contudo, que elas são frequentemente acompanhadas pelas chamadas ejecções de massa coronal. Neste caso, além do arco de matéria superquente, a erupção projecta no espaço uma quantidade enorme de radiação e partículas carregadas. Se a tempestade de partículas for bastante intensa e a sua carga for casualmente projectada na direcção da Terra, podem suceder problemas graves: quando as partículas carregadas embatem na magnetosfera terrestre, ocorre uma tempestade geomagnética. As mais violentas podem inutilizar as redes de abastecimento eléctrico e desactivar sistemas de comunicação terrestres e via satélite. Se um astronauta fosse surpreendido por uma destas tempestades na órbita terrestre, receberia uma dose maciça de radiação.

Por todas estas razões, os meteorologistas espaciais vigiam de perto as grandes manchas solares viradas para a Terra. Contudo, as tempestades geomagnéticas também têm um lado bom. A chuva de partículas carregadas que cai sobre os pólos terrestres gera as belíssimas auroras que, quando há tempestades intensas, chegam a ser visíveis a maior distância dos pólos do que é habitual, para deleite dos astrónomos mesmo em latitudes médias.

A evolução do Sol

Com base nos elementos radioactivos descobertos nos meteoritos e com a ajuda de modelos astrofísicos, sabemos que o Sol é uma estrela de meia idade. Com cerca de 4.600 milhões de anos, está perto de metade da sua existência que, segundo as previsões científicas, será de cerca de 10 mil milhões de anos. No entanto, nem todas as estrelas têm a mesma longevidade. As mais pequenas e frias (com as anãs vermelhas) podem, teoricamente, sobreviver mil milhões de anos, enquanto algumas das maiores e mais quentes chegam, por vezes, a completar apenas três milhões de anos.

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O Sol, protagonista desta imagem, é uma estrela anã amarela.

Daqui a cerca de 5.000 milhões de anos, o Sol terá consumido todo o hidrogénio do seu núcleo. Nesse momento, cederá à pressão interna que actualmente compensa a gravidade da estrela e impede o seu colapso gravitacional. O núcleo solar começará, então, a contrair-se e, devido a uma série de fenómenos físicos complexos, as camadas exteriores da estrela começarão a expandir-se. Mais cedo ou mais tarde, a hipertrofia progressiva do Sol acabará por transformá-lo numa gigante vermelha, uma estrela gigantesca com um diâmetro capaz de ocupar toda a órbita terrestre. A vida na Terra e toda a sua água chegarão ao fim.

Após várias centenas de milhões de anos de hipertrofia, a estrela gigante moribunda terá largado todas as suas camadas gasosas exteriores, restando-lhe apenas a massa densa e compacta do interior. Nessa altura, ter-se-á transformado numa anã branca: um cadáver estelar, de dimensão aproximada à da Terra, mas com toda a matéria de um Sol comprimida nesse volume. Quando são solitárias, as anãs brancas acabam por se apagar ao fim de milhares de milhões de anos. Se estiverem acompanhadas por outras estrelas, correm o risco de sofrer uma segunda morte. Se a estrela anã roubar matéria suficiente a uma estrela vizinha, pode juntar massa suficiente para desencadear uma explosão termonuclear descontrolada e dar origem a uma supernova, com um brilho capaz de engolir o brilho de galáxias inteiras.

O percurso do Sol

Ao mesmo tempo que gira sobre si mesma, a Terra gira em torno do Sol. A partir de um ponto fixo na Terra, temos a impressão de o planeta rodar de oeste para leste.

É por isso que nos parece que o Sol e todas as estrelas do firmamento nascem a oriente e se põem a ocidente. Todos os dias, enquanto a Terra progride na sua lenta órbita à volta da sua estrela, o Sol desloca-se ligeiramente. Uma vez que o pólo da Terra está inclinado em relação à elíptica, a altura do Sol no firmamento varia ao longo do ano, atingindo o ponto mais alto no Verão e o mais baixo no Inverno – alterações mais visíveis à medida que nos aproximamos dos pólos.

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A norte do círculo polar Árctico, o Sol nunca chega a pôr-se no Verão, como se vê nesta sequência de fotografias captadas na Noruega no mês de Julho.

As constelações do zodíaco situam-se sobre a linha da elíptica (o percurso do Sol no céu). Estas rodam no céu como se viajassem numa nora gigantesca, surgindo a leste e erguendo-se até ao ponto mais alto.

Os eclipses do Sol

Um eclipse solar ocorre quando a Lua se interpõe entre o Sol e a Terra, tapando assim – parcialmente, ou na totalidade – o disco solar. Antes de se conhecer esta explicação geométrica, diferentes culturas explicavam o fenómeno de diferentes maneiras, embora quase sempre aludindo a um demónio ou animal que devorava o Sol. Os vikings culpavam os lobos solares. No Vietname, dizia-se que uma rã, ou um sapo, engolira o Sol. Por vezes, porém, falava-se em roubo, como acontecia na Coreia, onde se acreditava que o rei enviava cães de fogo para roubar o astro-rei.

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Um crescente fantasmagórico contorna a Lua durante um eclipse anular do Sol.

Por questões de alinhamento orbital, há apenas um ou dois eclipses solares totais ou anulares, em média, por ano. Para contemplar o espectáculo de um Sol completamente escurecido, deveremos estar dentro da sombra do disco lunar, que mede cerca de 325 quilómetros de diâmetro. No entanto, há ocasiões em que a Lua se encontra demasiado longe da Terra e não consegue ocultar por completo o Sol: neste caso, ocorre um eclipse anular e o que se observa é uma esfera obscurecida, delineada por um fino halo de luz.

A observação de eclipses pode ser fascinante: não há outra forma de ser noite, durante breves instantes, em pleno dia. No entanto, convém que nos lembremos da necessidade de utilizar equipamento adequado de protecção ocular sempre que olhamos para o Sol. Mesmo em caso de eclipse total, corremos riscos graves de lesão ocular.

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