Teoria acceptata azi este ca Soarele s-a format din nori de gaze care s-au condesat sub efectul gravitatiei proprii.
Soarele s-a nascut dintr-o Nebula care era un fel de nor foarte dens, de dimensiuni enorme; alcatuit din praf cosmic, hidrogen, vapori de apa si alte gaze (oxigen, carbon, siliciu)… Atractia gravitationala a moleculelor condenseaza aceste gaze si materiale intr-un nucleu.
In timpul condensarii, energia potentiala a atomilor de hidrogen care cad spre interiorul soarelui este transformata in energie cinetica iar aceasta duce la incalzirea nucleului soarelui in formare. Ridicarea temperaturii produce cresterea presiuni interne.
Aceast fenomen continua pina cind se stabileste un echilibru si condensarea se opreste. Caldura generata in timpul condensarii face ca soarele sa straluceasca. Condensarea se opreste atunci cind presiunea interna este egala cu forta de condensare datorata gravitatiei.
Acest proces dureaza circa 15*106 ani, dupa care generarea energiei este rezultatul unei reactii nucleare care are loc in interiorul soarelui. Si dureaza miliarde de ani.
In natura, particulele care au acelasi fel de polaritate electrica (negativa, negativa si pozitiva, pozitiva) se resping intre ele.
La temperaturi foarte ridicate, peste 15×106 K (Kelvin), protonii fuzioneaza impreuna. In urma fuziunii nucleare se nasc: fotoni sub forma de raze Gamma si multe alte particule si radiatii electro-magnetice cu un intreg spectru de frecvente. Fuziunea nucleelor de hidrogen cu cele de heliu duce la nasterea elementelor chimice mai grele.
In Fig.1 este o fotografie a nebulei Orion, similara cu acea din care s-a format soarele.
!poza9!D
MASS 1.989E+30 KG Hydrogen 92.1%
Helium 7.8%
Equatorial radius 695,000 KM. Oxygen 0.061%
Densitate 1.410 gm/cm3 Carbon 0.030%
Perioda de Rotatie 25-36* days) Azot 0.0084%
Viteza de scapare 618.02 km/sec Neon 0.0076%
Luminosity 3.827e33 (ergs/sec Fier 0.0037%
Temperatura Suprfatei 6,000 °C Silicon 0.0024%
Virsta 4.5*109 ani Altele 0.0045%
Tabel # 1 Caractersticile Soarelui
Tabelul #2 Compozitia Soarelui
„Sfirsitul lumii” va veni atunci cind reactia nucleara va consuma tot hidrogenul si echilibrul fortelor care tine soarele intreg se va schimba… Aceasta va duce la extinderea sferei solare la un diametru de 256 de ori mai mare decit cel actual.
Oceanele de pe Terra se vor evapora facind viata pe Pamant imposibila. O estimare a rezervelor de hidrogen din interiorul soarelui pune acest eveniment la cel putin 5,4 miliarde de ani.
In interiorul soarelui are loc un complex de fenomene. Considerind ca in diferite regiuni au loc diferite fenomene soarele se poate imparti in mai multe regiuni asa cum se vede in imaginea alaturata.
!poza11!
Aceste regiuni sunt urmatoarele: Centrul de fuziune nucleara, Locul unde se genereaza energia, Regiunea unde energia se transporta prin radiatie, Regiunea unde energia se transfera prin convectie, Fotosfera, Suprafata de unde se emit fotoni (lumina), Cromosfera sau atmosfera soarelui si Corona este locul unde se formeaza vintul solar.
Region
Radius
Temperature
Fusion 0.3 solar radii 15×10^6 K0
Radiation 0.3-0.6 solar radii 6×10^6 K0
Convection 0.6-1.0 solar radii 1×10^6 K0
Photosphere 100 km 6000 K0
Chromosphere 2000 km 30,000 K0
Corona 10^6 km 1×10^6 K0
Tabelul #3 arata marimea acestor regiuni in Km. si in raza soarelui (radii)
Fig 3 Sistemul planetar al soarelui
Formarea planetelor
Planetele s-au format din granule de material care au atras alte granule, dupa ce aceste granule au crescut mai mari, fortele graviationale au crescut si ele, astfel au atras mai multa materie cosmica producind o crestere rapida a lor, acestea fiind simburi noilor planete.
In Fig. 3 se prezinta soarele si cele 9 planete. Primele 4 planete se numesc planete terestriale pentu ca sunt ca si Terra, formate din piatra si metale. Planetele mai indepartate de soare sunt ca niste nori uriasi de gaze dense cu mult hidrogen si heliu (Jupiter si Saturn), iar Uranus si Neptun contin azot si monoxid de carbon.
Teoria formarii planetelor este validata prin observatiile facute cu telescopul spatial Hubble asupra nebulei Orion. Cercetarile curente au adus la descoperirea unui sistem planetar format din trei planete de marimea pamintului care orbiteaza in jurul unei “Stele de neutroni”, aflate la o distanta de cira 1000 ani/lumina. Ca viata sa se dezvolte asa cum o stim noi pe pamint sunt necesare planete ca si Terra noastra.
In ultimi doi ani, cercetatorii au gasit opt planete care sunt pe orbite in jurul unor stele la fel ca si soarele.
Descoperirea s-a facut prin observarea schimbarii ciclice (deplasarea spectrului de luminii catre “rosu si albastru”) a luminii primite de la steaua 51 Pegasi din constelatia Pegasus.
Miscarile din spectrul de lumina se datoresc perturbarilor produse de alte corpuri ceresti, care se presupun a fi planete. Noile planete descoperite nu sunt vizibile prin telescoape din cauza luminii de mare intensitate venita de la steaua 51 Pegasus.
O intrebare frecventa este cum se determina virsta stelelor, panetelor sau asteroizilor. Virsta planetelor si a soarelui se poate evalua prin studierea descompunerii radioactive a diferitelor minerale si ramasitelor de meteoritii. Pamintul este de aproximativ 4.7 miliarde de ani iar soarele are aceeasi virsta deoarece s-au format in acelasi timp.
Prin definitie dimensiunea sistemul planetar este determinata de Vintul Solar care “sufla” in spatiul interplanetar unde se gaseste material cosmic. Acest material se opune vintului solar, cind cele doua forte sunt egale s-a ajuns intr-o regiune a spatiului inter planetar denumit ‘heliopauza” sau marginea sistemului solar. Aceasta regiune este undeva mai departe de planeta Pluton.
Eruptie Solara
O schimbare brusca in in intensitatea luminoasa a soarelui se cheama Eruptie solara. De obicei are loc cind energia magnetica s-a acumulat in atmosfera solara si este eliberata instantaneu.
Radiatiile sunt emise in tot spectrul electromagnetic, de la undele radio, lumina alba, raze-X, raze-Gamma si unde scurte. Eruptia solara este echivalenta cu 100 Megatone de bombe nucleare cu hidrogen.
Primul stadiu al eruptiei solare este caracterizat prin emitere de Radiatiil X; in al doilea stadiu are loc explozia, protoni si electroni fiind accelerati la valori enregetice de peste 1 MeV.
Radiatiile sunt emise in domeniul frecventelor de radio, raze-X, raze-Gamma. In al treilea stadiu numit si stadiu de degradare numai Radiatii in banda X sunt emise… Eruptiile solare ajung pina in corona solara si dureaza de la o secunda pina la o ora.
Eruptiile solare sunt ciclice, cu perioda aproximativa de 11 ani, urmatorul eveniment fiind in anul 2011. O eruptie solara poate fi detectata prin instrumente specializate, undele de radio si lumina se pot observa prin telescoape localizate pe pamint dar razele-X si -Gamma necesita telescoape spatiale (localizate in afara atmosferei pamintului), deoarece razele X si Gamma nu pot sa treaca prin atmosfera pamanteasca.
Petele Solare
Petele solare sunt niste regiuni pe suprafata soarelui, unde intesitatetea cimpurilor magnetice este mai ridicata decit in alte locuri pe suprafata soarelui. Sunt similare cu regiunile bogate in minereu de fier pe pamint care se pot detecta doar cu o busola.
Efectul petelor solare este ca afecteaza presiunea atmosferica iar aceasta duce la scaderea temperaturii in regiunea unde sunt aceste cimpuri magnetice. Se vad ca o pata de culoare inchisa.
Vantul Solar
Vintul solar este constituit in cea mai mare parte din protoni si electroni incarcati cu energie cinetica, expulzati in afara soarelui cu viteze de 145 Km/sec. Particulele de viteza mica nu evadeaza din atractia soarelui. Din Tabelul 1 se vede ca pentru a invinge atractia soarelui este nevoie de o viteza de 618 Km/sec.
Reactiile interne ale soarelui accelereaza particulele atomice cu viteze in exces vitezei de scapare de fortele gravitationale ale soarelui. Cind vintul solar ajunge la o planeta asa cum este Terra, cu un cimp magnetic puternic, aceste particule ocolesc pamintul.
In jurul polurilor se creaza aurora boreala si furtuni geomagnetice. Aceste furtuni pot afecta comunicatiile terestre, navigatia GPS, distribuirea energiei, etc… sau operarea satelitilor. Detectarea imediata este importanta in prevenirea unor dezastre. Planetele cu un cimp magnetic redus pot sa-si piarda astmosfera proprie.
Explorarile Soarelui
SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), satelitul international observa soarele din aprilie 1996 si a fost capabil sa informeze NASA despre exploziile solare care afecteaza comunicatiile pe pamint. De la lansarea sa, acest satelit a descoperit si peste 1500 de comete.
HINODE este un satelit Japonez pe care NASA a instalat un telescop spatial pentru masurarea undelor magnetice, care afecteaza viteza vintului solar. Viteza vintului solar poate atinge 1,6 millioane de Km/ora si poate sa distruga sateliti in orbite sub 400 Km inaltime. In plus, radiatiile elctromagnetice afecteaza componentele electonice.
ACE (Advanced Composition Explorer) este un satelit lansat in August 1997 cu scopul de a studia particulele din spatiul interplanetar provenite din soare, praf cosmic, stele etc…
Globul pamintesc este bombardat in continuu de o varietate de particule venite din soare si surse galactice.
Studiul enregiei acestor particule va ajuta intelegerea formarii si evolutia sistemului solar.
Principalul obiectiv al ACE este sa masoare si sa compare materia provenita din corona solara, vintul solar si din mediul interstelar. Toate aceste cercetari vor permite sa prognozam „vremea” spatiala care afecteaza asa de mult viata pe pamint.
SMM (Solar Maximum Mission) a fost lansat in Februarie 1980 cu misiunea sa observe exploziile solare. SMM a descoperit ca in timpul petelor solare, soarele devine mai stralucitor, contrar asteptarilor. Explicatia este ca in jurul petelor se dezvolta regiuni mai luminoase care anhileaza efctul de intunecare datorita numarului ridicat de pete solare.
ULYSSES. Misiunea acestui satelit a fost sa studieze mediul spatial deasupra si dedesubtului zonelor polare a soarelui. ULYSSES este proiectat de ESA si NASA. Satelitul a fost lansat de NASA pe naveta spatiala in directia lui Jupiter. Cind a ajuns in apropierea planetei Jupiter gravitatea a schimbat orbita satelitului. Orbita finala este circulara in jurul soarelui.