El Sol: nuestra principal fuente de luz

Todo objeto que emite luz se dice que es una fuente de luz, y el Sol resulta ser, para los seres humanos, nuestra principal fuente de luz. Pero, ¿qué es la luz? Para entender lo que se describe más adelante será suficiente considerar a la luz como una forma de energía, específicamente energía electromagnética, cuya unidad básica es el fotón. Nuestro sistema visual está adaptado para ver aquella luz que se encuentra en lo que se llama la región visible del espectro electromagnético. Sin embargo, esta región representa sólo una pequeña porción de toda la luz, ya que existen otras partes del espectro conocidas como: las ondas de radio, las microondas, el infrarrojo, el ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma. Se puede decir que el Sol emite en todos los colores posibles de la luz y que solo la porción que deja pasar la atmósfera terrestre es la que llega hasta la superficie de la Tierra. Y a pesar de que cuando llega la noche pensamos que no nos sigue iluminando, en realidad sí lo hace. Nos ilumina de forma indirecta, dado que en la noche algunos objetos astronómicos los podemos ver ya que reflejan su luz. Como es el caso de la Luna, los planetas y los asteroides.

Pero, ¿qué tanto sabemos acerca del Sol? Primero que nada el Sol es una estrella, o sea que es un objeto que emite luz y que se localiza en el centro de lo que llamamos el sistema solar, el cual está compuesto por los planetas, las lunas (o satélites naturales), los meteoros, los cometas y polvo. Esta estrella se encuentra a una distancia de 149.6 millones de km de la Tierra, por lo que la luz emitida en su superficie tarda ocho minutos en llegar a la tierra (la luz viaja a una velocidad de 300 mil kilómetros por segundo). La edad del Sol es de 4 mil 600 millones de años y está apenas a la mitad de su vida. El Sol tiene un diámetro de 1 392 000 km; esto es, 109 veces mayor al de la Tierra (el radio de la Tierra es de aproximadamente 6 mil 300 km). Contiene 99.85 por ciento de la masa de todo el sistema solar y, a pesar de eso, está compuesto principalmente de elementos gaseosos: Hidrógeno (70 por ciento) y Helio (28 por ciento). Solo 2 por ciento de su masa corresponde a otros elementos de la tabla periódica. Se sabe que aproximadamente la mitad de la masa del Sol y 98 por ciento de su energía se encuentran contenidos en una región central (núcleo) con una dimensión de un cuarto del radio solar. En su núcleo la densidad es de aproximadamente 156 mil kilogramos por metro cúbico y la temperatura es de aproximadamente 15.8 millones de grados Kelvin. Rodea al núcleo una zona conocida como radiativa que es opaca al paso de radiación, donde la temperatura decae a 2 millones de grados Kelvin. Rodea a la zona de radiación la zona convectiva. A la luz producida en el núcleo le toma aproximadamente 170 mil años en llegar a la superficie del Sol. Rodean a la superficie dos regiones conocidas como la atmósfera y heliósfera, que podemos observar desde la Tierra, y podemos decir que son las menos entendidas y donde ocurren fenómenos como las manchas solares y las protuberancias. La temperatura en la superficie del Sol es de 6 mil grados Kelvin. El Sol es una masa de gas esférica debido a que existe un equilibrio entre las fuerzas de contracción, como la gravitación, y las de expansión, debidas al calor producido por las reacciones nucleares del núcleo. El Sol gira no como un cuerpo rígido, esto es, no todas las partes se mueven con la misma velocidad, pero en promedio se puede decir que tarda en dar una vuelta sobre su eje aproximadamente 30 días (25 días en su ecuador y 35 días cerca de sus polos). Como dato adicional y curioso, la Luna, que sí se puede considerar como un cuerpo rígido, da una vuelta sobre su eje en 29.5 días.

El Sol no es una estrella estática, esto es, algunas de sus características tienden a cambiar con el tiempo. Hay variaciones que sólo duran unos cuantos minutos y otras que pueden tomar varios años. Por ejemplo, en la superficie del Sol se pueden observar regiones llamadas gránulos que tienen un diámetro promedio de 1100 km y los cuales varían en cuestión de minutos. También existen regiones más grandes llamadas féculas que tienen una forma irregular. Las protuberancias son regiones brillantes que salen de lo que es el disco solar y que pueden durar minutos y en algunos raros casos días. Hay materia que puede ser expulsada por el Sol; esto ocurre en las erupciones, y que en algunas ocasiones son tan energéticas que se pueden observar sin necesidad de algún filtro especial. De hecho este tipo de eventos son tan energéticos que pueden perturbar el ambiente electromagnético en todo el Sistema Solar. Otra manifestación de que el Sol es una estrella dinámica son las manchas solares, las cuales, se cree, son regiones donde el campo magnético del Sol no permite que parte de la energía llegue a la superficie. Lo cual hace que esa región esté con una temperatura ligeramente menor que el resto de la superficie, y es por ello que se ve oscura.

En la búsqueda de otros planetas que posiblemente orbitaran entre el Sol y la Tierra se descubrió que las manchas solares aumentaban (disminuían) en ciclos de 11 años. De hecho se tomó al año 1750 como el ciclo cero para el máximo de manchas, por lo que en 2014 el Sol debió estar en el máximo del ciclo 24, sin embargo, el número de manchas que presentó no fue el esperado. Entre 1645 y 1715 se registró que el Sol casi no presentó manchas y en este periodo se registraron inviernos más fríos y veranos breves y frescos. Lo que lleva a suponer que existe una relación entre la actividad del Sol y el clima en la Tierra. Sin embargo, eso es algo que requiere de más estudio ya que el problema no es simple por la gran cantidad de variables que se tienen que tomar en cuenta. Es por ello que actualmente existen instrumentos que observan y oyen al Sol todo el tiempo, tanto desde la superficie de la Tierra como fuera de su atmósfera. Estos instrumentos permiten recabar información para que en el futuro se tengan mejores modelos y teorías de cómo es y cómo funciona el Sol, así como para entender cómo su actividad puede afectar a la Tierra y a la humanidad.

 

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