2012, inicio de la Era del Sexto Sol
La imagen del Sol
La estrella llamada Sol
El Sol es la estrella más cercana a la Tierra.
La distancia Tierra-Sol es de aproximadamente 150 millones de kilómetros
o 1 unidad astronómica (UA). El Sol es la principal fuente de
energía, en forma de luz y calor, recibida en la Tierra. La luz emitida
por la superficie del Sol tarde en llegar a la Tierra aproximadamente 8
minutos.
Esta estrella es parte de la Galaxia llamada Vía
Láctea y se encuentra ubicada en uno de sus brazos, Sagitario. El Sol es
un objeto que gira, tiene una rotación diferencial, es decir, gira
más rápido en su centro que en su superficie. La rotación
en la superficie va de 25 días en el ecuador a 36 días cerca de
los polos [1]. El Sol también gira alrededor de la Galaxia dando una
vuelta cada 200 millones de años. El Sol se mueve hacia la
constelación de Hércules a una velocidad de 19 km por segundo (68
mil 400 kilómetros por hora).
Como todas las estrellas, el Sol
brilla con luz propia derivada de su propia energía generada por las
reacciones termonucleares que ocurren en su interior. El Sol es una estrella
como la mayoría de las existentes en la Galaxia llamada Vía
Láctea y es una estrella simple, otras son binarias o forman sistemas
múltiples.
La masa del Sol se considera como la unidad solar (1
M). El Sol es un
cuerpo de mayor masa que la Tierra, constituyendo el 99% de toda la materia del
sistema solar. Debido a su gran masa, comparada con la de los planetas, ejerce
sobre los mismos una fuerte atracción gravitacional.
Durante mucho
tiempo, se creía que la Tierra era el centro del Universo y el Sol giraba
a su alrededor. En 1543, Copérnico propuso una nueva teoría
según la cual la Tierra es la que gira alrededor del Sol lo mismo que los
demás planetas. Las observaciones astronómicas de Galileo Galilei
demostraron la teoría copernicana. Johanes Kepler la verificó y
concluyó que las órbitas de los planetas son elípticas. Hoy
se conoce que estas órbitas no son cerradas sino abiertas.
Al
igual que las demás estrellas, el Sol se formó, evoluciona con el
tiempo y tendrá un fin. Se estima que la formación del Sol
ocurrió hace aproximadamente 4 mil 500 millones de años.
Comparativamente, la edad del Universo se estima en 13 mil 600 millones de
años.
El Sol es una estrella de la Población I, la
generación que se considera más reciente. Esta Población es
relativamente rica en metales, a diferencia de las Poblaciones II y III, siendo
éstas últimas de muy baja metalicidad.
El Sol se
encuentra a la mitad de su tiempo de vida y se considera que, dentro de 5 mil
millones de años más, ocurrirá su final
convirtiéndose inicialmente en una estrella gigante roja, muy grande y
relativamente fría, después será una estrella enana
café y luego blanca, reduciendo su tamaño y aumentando su
temperatura considerablemente.
Con el tiempo, a partir de una gran nube
molecular de gas y polvo, volverá a encenderse una nueva estrella y,
probablemente, vuelva a surgir la vida en otro tiempo y otro
lugar.
Datos básicos |
El Sol |
La Tierra |
Tamaño: radio ecuatorial |
695,000 km |
6,378 km |
Periodo de rotación sobre el
eje |
de 25 a 36 días
* |
23.93 horas |
Masa comparada con la Tierra |
332,830 |
1 |
Temperatura superficial media |
6000 ºC |
15 ºC |
Gravedad superficial en la
fotosfera |
27.4 m/s2 |
9.78 m/s2 |
Fuente: www.astromia.com [1].
La influencia del Sol
El Sol tiene una importancia enorme para la
vida misma que, en el sistema solar, existe solamente en la Tierra. La luz y el
calor del Sol no son suficientes para que haya vida pero, ésta, no
sería posible sin el Sol. De manera que el Sol tiene una influencia e
importancia extraordinarias para la humanidad.
Al Sol se le han atribuido
muchas cosas a lo largo de la historia escrita. Algunos pueblos lo consideraban
una deidad que durante el día les daba luz y calor y, por la noche, los
abandonaba para viajar, a través de misteriosos caminos
subterráneos, desde el horizonte occidental al oriental. Las diversas
civilizaciones le dieron diferentes nombres al Sol. En México se el
conocía como Tonatiuh.
En la medida en que el hombre se ha
desarrollado y adquirido niveles superiores de conciencia, se ha buscado una
mejor explicación de los fenómenos naturales. Así es como
se ha estudiado al Sol desde múltiples aspectos. Su estudio ha servido
para entender también a otras estrellas más lejanas.
En la
superficie del Sol se producen diversos fenómenos, entre otros, grandes
erupciones de plasma, flamas solares y ejecciones de masa coronal. Se trata de
de las más grandes explosiones que ocurren el sistema solar.
Estos eventos turbulentos impulsan la formación de un viento
solar, formado por partículas subatómicas, que golpean el campo
magnético de la Tierra en 21 horas creando una tormenta
geomagnética. Estas pueden tener efectos bastante severos interrumpiendo
las radiocomunicaciones y satélites, y sobrecargando las redes
eléctricas terrestres.
La distancia de la Tierra al Sol
Anaxágoras, filósofo
griego, sugirió hacia el año 434 a.C. que el Sol era una bola de
fuego flotando unos 650 km sobre la superficie de la Tierra. El razonamiento era
lógico pero los resultados incorrectos; en ese tiempo, se pensaba que la
Tierra era plana. No obstante, esas ideas impugnaban al dogma religioso y
Anaxágoras fue encarcelado y desterrado de Atenas.
Dos siglos
más tarde, Erastótenes atribuyó la diferencia de posiciones
del Sol a la curvatura de la superficie terrestre y concluyó que la
Tierra es una esfera con un radio de 6,436 km, estimación muy
próxima al valor moderno (6,376 km).
Hiparco (160-125 a.C) propuso
medir las distancias al Sol y a la Luna. Mediante medios geométricos,
encontró que la distancia de la Tierra a la Luna sería de
67r, siendo r el radio de la Tierra; el valor moderno es de
60.267r. Con respecto a la distancia al Sol, Hiparlo estimó que
éste estaba 37 veces más lejos que la Luna, es decir, 15.955
millones de km, valor muy pequeño con comparado con su valor
actual.
Pasaron 17 siglos hasta que se lograron los valores correctos
utilizando telescopios e instrumentos astronómicos de
precisión.
El método que normalmente se utiliza en la
astronomía para medir distancias dentro del sistema solar se basa en la
observación del llamado desplazamiento paraláctico o
paralaje [3]. Para este procedimiento geométrico se utiliza
algún punto de apoyo situado entre el Sol y la Tierra. Uno de estos
puntos de apoyo es el planeta Venus que, a veces, se acerca a la Tierra a una
distancia mucho menor que la que separa la Tierra del Sol.
Durante el
paso de Venus a través del disco solar, de 1752, Nicolás Luis
Lacalle observó la proyección de Venus sobre el disco solar desde
dos lugares diferentes en la superficie terrestre. Por ese método,
Lacalle obtuvo la primera valoración razonablemente exacta de la
distancia de la Tierra al Sol superior en 10 veces la obtenida por Hiparco. Hoy,
mediante métodos más precisos, se conoce que esa distancia es de
149.450 millones de kilómetros. Ese valor se considera como la unidad
astronómica.
La masa del Sol
Hace 300 años, Isaac Newton formuló una
teoría de la gravitación y propuso una ley de la
gravitación universal.
De acuerdo a esta ley, la fuerza
F
entre dos cuerpos materiales de masas
M1 y
M2 es proporcional al producto de estas masas e inversamente
proporcional al cuadrado de la distancia
R que las separa. La ley se
expresa como
donde G es una constante de
proporcionalidad llamada
constante de gravitación.
Henry
Cavendish (1731-1810) realizó experimentos en su laboratorio y
determinó el valor de esta constante. La masa de la Tierra se puede
conocer a partir del valor que la gravedad terrestre ejerce sobre la Tierra, es
decir, su peso; y de la distancia al centro de la Tierra, es decir su radio.
Se encuentra que la masa de la Tierra es de 5.966×10
27
gramos y, la masa del Sol, es de 1.983×10
33 gramos. Esta
última es la unidad de la masa solar (1
M8), donde
8 se conoce como el símbolo solar.
La temperatura de la superficie del Sol
Si el Sol es una “bola de fuego” como le llamo
Anaxágoras, entonces, su superficie debe estar muy caliente. Eso se debe
a que el Sol tiene energía propia que le permite evolucionar y,
consecuentemente, radía luz y calor.
Fue Newton quien primero puso
de manifiesto que la luz blanca es la mezcla de los diversos colores del arco
iris mismos que se pueden separar enviando la luz a través de un prisma
de cristal. La luz es una radiación y los diferentes colores corresponden
a diferentes longitudes de onda de la radiación emitida. El ojo
humano solamente es sensible a algunos colores que van del violeta al rojo.
Otras radiaciones, como la radiación ultravioleta, la radiación
infrarroja o los rayos-X no se observan directamente, sino por sus efectos
caloríficos, pero también son radiaciones que emite el Sol y que,
en general, son dañinas al organismo humano. Se dice que el Sol
radía en todo el espectro electromagnético.
Todas
las radiaciones transportan cierta cantidad de energía. Esta se puede
medir transformándola en calor y midiendo el incremento de temperatura
resultante. Esto se hace por medio de instrumentos llamados
bolómetros. A partir de diversos estudios se formularon leyes,
como la ley de Stefan-Boltzman y la ley de Wien, para relacionar
la radiación emitida y la temperatura del cuerpo que emite las
radiaciones.
Cualquiera de estas dos leyes se puede utilizar para obtener
la temperatura de la superficie del Sol. Se sabe que un centímetro
cuadrado de la superficie del Sol emite 1.5×103 calorías
por segundo. De manera que la temperatura de la superficie del Sol resulta de
5,800 grados Kelvin. Otra manera de estimar esta temperatura es comparando el
brillo de una estrella, obtenido por observación visual, con el
obtenido por un método fotográfico. La relación de
los brillos nos da un índice de color para determinar la
temperatura superficial. El índice de color del Sol es de
0.65.
Estos métodos, sin embargo, son limitados porque la ley
de Stefan-Boltzman y la ley de Wien son aplicables a cuerpos emisores
ideales conocidos como cuerpos negros, mientras que, los emisores de calor
usados en los laboratorios no son ideales. Un método mejor para medir la
temperatura del Sol es la espectroscopia.
La temperatura superficial del
Sol, conocida también como temperatura efectiva, no es la misma
que la temperatura interior misma que alcanza altos valores hacia el centro del
Sol. También es diferente la temperatura de la corona y la del viento
solar.
La observación del Sol
La naturaleza se estudia utilizando instrumentos. Desde el
siglo XVII, el Sol se ha observado con la ayuda de telescopios que miraban en la
región óptica. Luego, se han utilizado radiotelescopios que
“miran” en las regiones infrarroja, ultravioleta, de rayos X y de
rayos gamma. La radiación recibida puede registrarse y convertirse en
imágenes. Desde 1870, la fotografía ha sido una herramienta muy
valiosa para la investigación del Sol.
El Sol radía en
todas las longitudes de onda y no se puede mirar a simple vista porque la
radiación que llega a la Tierra causa daños graves a la retina de
los ojos. El Sol se estudia, entonces, con la ayuda de instrumentos, tales como
los telescopios basados en Tierra y los telescopios espaciales a bordo de
satélites. Entre otros, se tiene el coronógrafo para estudiar la
corona solar, telescopios que observan en el ultravioleta lejano para el estudio
del campo magnético, y radiotelescopios que detectan en ondas de radio.
Entre los instrumentos satelitales está el Observatorio
Heliosférico y Solar (SOHO) [1].
El Sol puede mirarse en 3
dimensiones a partir de las imágenes de los satélites STEREO de la
NASA, especialmente, los eventos explosivos que ocurren en la superficie solar
[3].
Miradas de colores para ver al Sol
“Sol brillante y colorado” se llama una
sinfonía de Carlos Chávez, músico mexicano. Todo depende
como miremos al Sol.
Visto en rayos-X se mira amarillo rojizo con un oscuro
campo magnético. Pero el color depende de la temperatura de la
radiación que emite. Cuando ésta es baja, p.e., 1.30 millones de
grados, el Sol se ve rojo; para una temperatura de 2.7 millones de grados se
mira verde y, cuando la temperatura es de 4.5 millones de grados, el Sol parece
amarillo
oscuro.
Referencias
[1] El Sol, en www.astromia.com
[2] Gamow G. 1964, Una Estrella llamada Sol, Espalsa-Calpé.
[3] Tadlie N. 2007, Coming Trough in Stereo, en Discover May 2007, ww.discovermagazine.com
El Sol visto en radiación emitida a temperaturas alrededor de 2.7 millones de grados.
FOTO Imagen del satélite STEREO de la NASA.
