Por Kenrick Vezina, Atualizado em 30 de agosto de 2022
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TL;DR
Em massa, o Sol consiste em ~70% de hidrogênio, ~28% de hélio, ~1,5% de carbono, nitrogênio e oxigênio, e ~0,5% de oligoelementos pesados, como néon, ferro, silício, magnésio e enxofre.
A Composição do Sol
O interior solar é dominado por dois elementos:hidrogênio (≈70% em massa) e hélio (≈28%). Os 1,5% restantes são uma mistura de carbono, nitrogênio e oxigênio, enquanto os 0,5% finais contêm vestígios de espécies mais pesadas, incluindo néon, ferro, silício, magnésio e enxofre.
Como os cientistas determinam a composição do Sol
Embora não possamos amostrar diretamente a matéria solar, o Sol emite continuamente radiação eletromagnética e partículas. Cada elemento absorve e emite comprimentos de onda característicos, produzindo as linhas de absorção de Fraunhofer observadas pela primeira vez por William Hyde Wollaston em 1802 e posteriormente mapeadas pelo espectrômetro de Joseph vonFraunhofer.
Ao analisar a profundidade e posição destas linhas no espectro solar e medir os fluxos de neutrinos, os investigadores quantificaram a composição elementar do Sol com alta precisão. Técnicas modernas – como a espectroscopia de alta resolução e a heliosismologia – confirmam que o hidrogénio e o hélio dominam, enquanto os elementos mais pesados estão presentes em pequenas quantidades.
Fusão:o motor da energia solar
As estrelas nascem quando os gases primordiais de hidrogênio e hélio entram em colapso sob a gravidade. Quando as temperaturas centrais atingem ~15 milhões de K, a fusão nuclear é iniciada, convertendo massa em energia de acordo com a equação de Einstein, E =mc².
Por exemplo, quando quatro núcleos de hidrogênio se fundem em um núcleo de hélio, o átomo de hélio resultante é 0,7% menos massivo que os quatro prótons e nêutrons originais. Essa massa que falta é liberada como a energia que alimenta o Sol.
Plasma, não gás
O Sol não tem superfície sólida; todo o seu volume consiste em plasma ionizado – um estado energético da matéria onde os átomos perderam elétrons e carregam carga líquida. Este gás ionizado emite luz à medida que os eletrões transitam entre níveis de energia, dando ao Sol o seu brilho brilhante.
Visão Geral Estrutural do Sol
A forma esférica do Sol surge do equilíbrio entre as forças gravitacionais internas e a pressão externa da fusão nuclear. Está dividido em sete camadas distintas:
- Núcleo – a zona de fusão, região mais quente (~27 milhões°F)
- Zona radiativa – energia transportada principalmente por radiação
- Zona convectiva – energia transportada pelas correntes de plasma ascendentes e descendentes
- Fotosfera – a “superfície” visível que emite luz solar
- Cromosfera – uma camada mais quente que brilha em vermelho durante os eclipses
- Região de transição – uma interface estreita onde as temperaturas disparam
- Corona – o envelope mais externo e extremamente quente, visível apenas durante eclipses totais ou por coronógrafos
Vento Solar e a Influência do Sol
A alta temperatura da coroa (milhões de graus) supera a gravidade do Sol, permitindo que partículas carregadas fluam para fora como o vento solar. Este vento molda as magnetosferas planetárias e impulsiona o clima espacial.
Ciclo de Vida do Sol
Com uma vida útil total de aproximadamente 10 bilhões de anos, o Sol tem atualmente cerca de 4,6 bilhões de anos. Ele funde hidrogênio a uma taxa de ~4,27×10⁹kg por segundo. Quando o hidrogénio se esgotar, o Sol expandir-se-á para uma gigante vermelha, libertando camadas exteriores e, por fim, deixando uma anã branca densa, aproximadamente do tamanho da Terra.
