Nossa estrela: o Sol

Nossa estrela, o Sol, é uma estrela amarela de meia-idade que é mais massiva que uma estrela média. É uma estrela que nutre e sustenta a vida na Terra. Seu calor e luz aquecem a superfície da Terra, conduzem fenômenos como o clima e as correntes oceânicas e alimentam a fotossíntese. Experimentamos a energia do Sol sempre que sentimos seu calor em nossa pele ou enxergamos com a ajuda de sua luz.

A energia do Sol é gerada dentro do seu núcleo por um dos processos mais poderosos do universo: a fusão nuclear. Núcleos de hidrogênio colidem, formando hélio e liberando grandes quantidades de energia. É por isso que uma estrela brilha. Ela queima seu combustível por meio da fusão nuclear (diferentemente do fogo, que queima por oxidação). O equilíbrio entre o impulso externo do gás aquecido pela fusão e a atração interna da gravidade é chamado de equilíbrio hidrostático.

Na zona radioativa, mais próxima do núcleo, o gás é suave e estático, e a energia (luz de todos os comprimentos de onda) se difunde através dele como radiação. Acima dessa camada está a zona convectiva, na qual correntes de gás rodopiantes transportam a energia do Sol para fora em um processo chamado convecção: o gás é simultaneamente aquecido por baixo, por meio da fusão, e resfriado por cima, à medida que a energia é liberada no espaço. A convecção faz com que o gás se agite, como a água prestes a ferver.

A fotosfera é a superfície visível do Sol, onde sua atmosfera se torna transparente à luz visível. As manchas solares são regiões mais frias da fotosfera. A cromosfera e a coroa são as camadas mais externas do Sol. A cromosfera é dez vezes mais quente que a fotosfera, mas a coroa é ainda mais quente – sua temperatura é de um milhão de graus –, tão quente que escapa da gravidade da estrela e flui para o espaço na forma de vento solar.

O que enxergamos como luz do sol é a luz visível que atinge a Terra e ilumina nosso dia. Mas o Sol também emite energia em comprimentos de onda invisíveis de luz, como raios gama, raios X, ultravioleta, infravermelho, micro-ondas e rádio.

Os veículos espaciais que orbitam a Terra e o Sol fornecem imagens espetaculares e aproximadas do Sol em diferentes comprimentos de onda de luz. Os heliofísicos codificam as imagens com cores para facilitar a interpretação: eles usam cores artificiais para visualizar o Sol em diferentes comprimentos de onda.

O espectro eletromagnético é toda a faixa de radiação eletromagnética (luz). À medida que o comprimento de onda aumenta, a frequência e a energia diminuem. Esta imagem do Sol é, na verdade, a união de três imagens em uma. Os heliofísicos pegaram imagens da coroa solar em três comprimentos de onda dentro da faixa UV invisível. Eles atribuíram um código de cores (vermelho, amarelo, azul) a cada imagem, revelando como se parecem as características solares, como as erupções, nos diferentes comprimentos de onda.

Comprimentos de onda do Sol
As imagens deste vídeo silencioso são observações do Sol em diversos comprimentos de onda de luz. Atividades ferventes e explosões tremendas são ocorrências cotidianas.

O vento solar é um fluxo constante de gás quente que sai da coroa do Sol a um milhão de quilômetros por hora. Felizmente, o campo magnético e a atmosfera da Terra quase sempre nos protegem: normalmente, apenas uma porção ínfima de vento solar passa por eles, deslizando para os polos Norte e Sul e produzindo radiantes espetáculos de luz conhecidos como auroras. O campo magnético da Terra também nos protege do fluxo constante de radiação nociva emitida pelo Sol. No entanto, às vezes as explosões magnéticas no Sol, chamadas explosões solares, criam tempestades no vento solar. Em condições raras, elas podem interromper rádios, telefones celulares e GPS ou até mesmo causar blecautes na Terra. O Sol, o campo magnético do Sol e o vento solar, juntos, formam um sistema dinâmico e interconectado chamado heliosfera, que se estende por nosso Sistema Solar além do Cinturão de Kuiper (um disco de milhões de cometas que orbitam o Sol para além da órbita de Netuno).