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Sol - ciencia y tecnologia.

Publié le 27/05/2013

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Sol - ciencia y tecnologia. 1 INTRODUCCIÓN Características del Sol © Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos. - ciencia y tecnologia. Sol, la estrella que, por el efecto gravitacional de su masa, domina el sistema planetario que incluye a la Tierra. Mediante la radiación de su energía electromagnética, aporta directa o indirectamente toda la energía que mantiene la vida en la Tierra, porque todo el alimento y el combustible procede en última instancia de las plantas que utilizan la energía de la luz del Sol. Véase Fotosíntesis; Energía solar. El Sistema Solar © Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos. A causa de su proximidad a la Tierra y como es una estrella típica, el Sol es un recurso extraordinario para el estudio de los fenómenos estelares. No se ha estudiado ninguna otra estrella con tanto detalle. La estrella más cercana al Sol está a 4,3 años luz (4 × 1013 km); para observar los rasgos de su superficie comparables a los que se pueden ver de forma habitual en el Sol, se necesitaría un telescopio de casi 30 km de diámetro. Además, un telescopio así tendría que ser colocado en el espacio para evitar distorsiones causadas por la atmósfera de la Tierra. 2 HISTORIA DE LA OBSERVACIÓN CIENTÍFICA Durante la mayor parte del tiempo que los seres humanos han estado sobre la Tierra, el Sol ha sido considerado un objeto de especial importancia. Muchas culturas antiguas adoraron al Sol y muchas más reconocieron su importancia en el ciclo de la vida. Aparte de su relevancia posicional para señalar, por ejemplo, solsticios, equinoccios y eclipses (véase Arqueoastronomía), el estudio cuantitativo del Sol data del descubrimiento de las manchas solares; el estudio de sus propiedades físicas no comenzó hasta mucho más tarde. Los astrónomos chinos observaron manchas solares a simple vista ya en el año 200 a.C. Pero en 1611, Galileo utilizó el telescopio, recién inventado, para observarlas de modo sistemático. El descubrimiento de Galileo significó el comienzo de una nueva aproximación al estudio del Sol, que pasó a ser considerado un cuerpo dinámico, en evolución, y sus propiedades y variaciones pudieron ser, por tanto, comprendidas científicamente. El siguiente avance importante en el estudio del Sol se produjo en 1814 como resultado directo del invento del espectroscopio por el físico alemán Joseph von Fraunhofer (véase Espectroscopia). Un espectroscopio divide la luz en las longitudes de onda que la componen, o colores. Aunque el espectro del Sol había sido observado ya en 1666 por el matemático y científico inglés Isaac Newton, la precisión del trabajo de Fraunhofer sentó las bases para los primeros intentos de una explicación teórica detallada de la atmósfera solar. Parte de la radiación de la superficie visible del Sol (la fotosfera) es absorbida por el gas, algo más frío, que hay sobre ella. Sin embargo, sólo se absorben longitudes de onda de radiación particulares, que dependen de las especies atómicas presentes en la atmósfera solar. En 1859, el físico alemán Gustav Kirchhoff demostró que la falta de radiación en ciertas longitudes de onda del espectro solar de Fraunhofer se debía a la absorción de radiación por átomos de algunos de los mismos elementos presentes en la Tierra. Con esto, no sólo demostró que el Sol está compuesto de materia común, sino que también planteó la posibilidad de obtener información detallada sobre los objetos celestes mediante el estudio de la luz emitida por ellos. Éste fue el comienzo de la astrofísica. El progreso en el conocimiento del Sol ha continuado gracias a la habilidad de los científicos para hacer observaciones nuevas o mejorar las anteriores. Entre los avances en instrumentos de observación que han influido de forma significativa en la física solar están el espectroheliógrafo, que mide el espectro de los rasgos solares individuales; el coronógrafo, que permite el estudio de la corona solar sin eclipses, y el magnetógrafo, invent...

« 3 COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA Interior del SolEntre las regiones del Sol están el núcleo, la zona de radiación, la zona de convección y la fotosfera.

Los gases del núcleo son unas150 veces más densos que el agua y alcanzan temperaturas de 16 millones de grados centígrados.

La energía del Sol se produce enel núcleo mediante la fusión de los núcleos de hidrógeno en núcleos de helio.

En la zona de radiación, la radiación electromagnéticafluye hacia el exterior en forma de calor, y los gases son tan densos como el agua.

Esta zona es más fría que el núcleo, con unos 2,5millones de grados centígrados.

En la zona de convección, movimientos de gases sacan fuera la energía del Sol.

La zona deconvección es ligeramente más fría (unos 2 millones de grados centígrados) y 10 veces menos densa que el agua.

La fotosfera esmás fría en unos 5.500 °C y mucho menos densa (una millonésima de la densidad del agua).

La turbulencia de esta región es visibledesde la Tierra en forma de manchas solares, erupciones y pequeñas bolsas de gas llamadas gránulos.© Microsoft Corporation.

Reservados todos los derechos. La cantidad total de energía emitida por el Sol en forma de radiación es bastante constante, y no varía más que unas pocas décimas de un 1% en varios días.

Esta energíase genera en las profundidades del Sol.

Al igual que la mayoría de las estrellas, el Sol se compone sobre todo de hidrógeno (71%); también contiene helio (27%) y otroselementos más pesados (2%).

Cerca del centro del Sol, la temperatura es de casi 16.000.000 K y la densidad es 150 veces la del agua.

Bajo estas condiciones, los núcleosde los átomos de hidrógeno individuales actúan entre sí, experimentando la fusión nuclear ( véase Energía nuclear).

El resultado neto de estos procesos es que cuatro núcleos de hidrógeno se combinan para formar un núcleo de helio, y la energía surge en forma de radiaciones gamma.

Una enorme cantidad de núcleos reacciona cadasegundo, generando una energía equivalente a la que se produciría por la explosión de 100.000 millones de bombas de hidrógeno de un megatón por segundo.

La‘combustión’ nuclear del hidrógeno en el centro del Sol se extiende a un 25% del radio solar. La energía producida de esta forma es transportada a la mayor parte de la superficie solar por radiación.

Sin embargo, más cerca de la superficie, en la zona de convecciónque ocupa el último tercio del radio solar, la energía es transportada por la mezcla turbulenta de gases.

La fotosfera es la superficie superior de la zona de convección.

Sepueden ver pruebas de la turbulencia en la zona de convección observando la fotosfera y la atmósfera situada encima de ella. Las células turbulentas de la fotosfera le confieren una apariencia irregular y heterogénea.

Este modelo, conocido como granulación solar, lo provoca la turbulencia en losniveles más altos de la zona de convección.

Cada gránulo mide unos 2.000 km de ancho.

Aunque el modelo de granulación siempre está presente, los gránulos individualessolamente duran unos 10 minutos.

También se presenta un modelo de convección mucho mayor, provocado por la turbulencia que se extiende en las profundidades de lazona de convección.

Este modelo de sobregranulación contiene células que duran un día y tienen 30.000 km de ancho como media. 3.1 Manchas solares Manchas solaresAquí vemos la superficie del Sol en falso color.

Las manchas solares son amarillas, aunque normalmente serían manchas oscuras.Estas manchas suelen medir más de 30.000 km y aparecen en ciclos de 11 años.

La actividad solar, incluido el desarrollo de lasmanchas solares, se asocia con el cambio de los campos magnéticos del Sol.Science Source/Photo Researchers, Inc. George Ellery Hale descubrió en 1908 que las manchas solares (áreas más frías de la fotosfera) presentan campos magnéticos fuertes.

Una mancha solar común tiene unadensidad de flujo magnético de 0,25 teslas.

En comparación, el campo magnético de la Tierra tiene una densidad de flujo de menos de 0,0001 teslas.

Las manchas solaresse suelen dar en parejas, con las dos manchas con campos magnéticos que señalan sentidos opuestos.

El ciclo de las manchas solares, en el que la cantidad de manchassolares varía de menos a más y vuelve a disminuir al cabo de unos 11 años, se conoce por lo menos desde principios del siglo XVIII.

Sin embargo, el complejo modelomagnético asociado con el ciclo solar sólo se comprobó tras el descubrimiento del campo magnético del Sol. De las parejas de manchas solares del hemisferio norte, la mancha que guía a su compañera en la dirección de rotación tiene un campo magnético en sentido opuesto al dela mancha solar dominante del hemisferio sur.

Cuando comienza un nuevo ciclo de 11 años, se invierte el sentido del campo magnético de las manchas solares dominantesde cada hemisferio.

Así pues, el ciclo solar completo incluyendo la polaridad del campo magnético, dura unos 22 años.

Además, las manchas solares se suelen dar en lamisma latitud en cada hemisferio.

Esta latitud varía de los 45 a los 5° durante el ciclo de las manchas solares. Como cada mancha solar dura como mucho unos pocos meses, el ciclo solar de 22 años refleja los procesos asentados y de larga duración en el Sol y no las propiedades delas manchas solares individuales.

Aunque no se comprenden del todo, los fenómenos del ciclo solar parecen ser el resultado de las interacciones del campo magnético delSol con la zona de convección en las capas exteriores.

Además, estas interacciones se ven afectadas por la rotación del Sol, que no es la misma en todas las latitudes.

El Solgira una vez cada 27 días cerca del ecuador, pero una vez cada 31 días más cerca de los polos.. »

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