ANTARES - Módulo 4 - Unidad 1 - Programa de Nuevas Tecnologías - MEC Unidad didáctica 1: Una estrella llamada Sol Emisión del Sol en rayos X. file:///F|/antares/modulo4/m4_u100.html [12/3/2000 17.54.14] ANTARES - Módulo 4 - Unidad 1-01- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - 1.1. Introducción Figura 4-1-1: Corte de la estructura del Sol, donde se dibujan todas las capas desde el núcleo hasta la corona. Nuestro Sol es una estrella con una característica importante que está muy próxima a la Tierra, 300 000 veces más próxima que α Centauri que es la siguiente estrella más cercana. Mientras α Centauri está a una distancia de 4.3 años luz, el Sol está a sólo 8 minutos luz. El Sol es una estrella típica y por los valores de su masa, tamaño, temperatura superficial y composición química la podríamos situar como una estrella media. Ya que existen estrellas mucho más masivas, grandes y calientes que el Sol y también estrellas más pequeñas y frías. Pero a diferencia de las otras estrellas el Sol, debido a su proximidad, permite estudiarle con mucho más detalle y resolución. El Sol no es una fuente puntual como las demás estrellas, se pude estudiar su superficie con resolución espacial. Estudiando el Sol podemos aprender sobre la naturaleza de las estrellas en general. El Sol, como las demás estrellas, es una esfera de gas que se mantiene unida por su propia gravedad y que emite luz por las reacciones nucleares que tienen lugar en su núcleo. En sus propiedades físicas y químicas el Sol es file:///F|/antares/modulo4/m4_u101.html (1 de 2) [12/3/2000 17.54.15] ANTARES - Módulo 4 - Unidad 1-01- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - muy similar a la mayoría de las estrellas. El Sol tiene una superficie, pero no sólida ya que no contiene material sólido, que es lo que llamamos el disco solar y que podemos ver mirando al Sol con un filtro. Esta superficie recibe el nombre de fotosfera y esta es realmente la única capa del Sol que vemos directamente y la que emite la casi totalidad de la radiación solar. Encima de la fotosfera se encuentra la cromosfera y la capa más exterior y muy poco densa, recibe el nombre de corona. A grandes distancias la corona se transforma en el viento solar que escapa del Sol y penetra en el sistema solar (Figura 4-1-1). Debajo de la fotosfera está la zona convectiva, que se extiende hasta 200 000 km, en ella el gas solar está en constante movimiento. La región central del Sol, conocida como su núcleo, es donde tienen lugar las reacciones nucleares que generan la energía emitida por el Sol. Entre el núcleo y la zona convectiva se encuentra la zona radiativa donde la energía se transporta por radiación (Figura 4-1-1). En la superficie solar se desarrollan fenómenos tales como las manchas solares, que son concentraciones del campo magnético, protuberancias, fulguraciones, etc. Estos fenómenos reciben el nombre de actividad solar y algunas de sus manifestaciones, como por ejemplo las manchas, siguen un ciclo de periodo 11 años que es parte de un ciclo más general de 22 años que afecta a toda la atmósfera solar. El estudio del Sol es también importante ya que el Sol es nuestra fuente de calor y luz, la vida no sería posible en la Tierra sin la energía suministrada por el Sol. Un pequeño cambio en el tamaño o en la temperatura superficial alteraría dramáticamente las condiciones en la Tierra, fundiendo los hielos polares o produciendo otra edad de hielo. file:///F|/antares/modulo4/m4_u101.html (2 de 2) [12/3/2000 17.54.15] ANTARES - Módulo 4 - Unidad 1-02- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - 1.2.Descripción física El Sol es la esfera brillante de gas que se mueve a través del cielo todos los días, pero realmente sólo estamos viendo una capa del Sol, la zona interna a esta capa, denominada el interior solar, no es directamente observable; ni tampoco las capas más externas de la atmósfera solar que se extienden a través del espacio interplanetario. La capa que vemos es la fotosfera, que simplemente significa la esfera de la que viene la luz (del griego photos, luz). Cuando decimos que el radio del Sol es 700 000 km, realmente es el radio de la fotosfera, que es 110 veces él de la Tierra y su volumen es aproximadamente un millón de veces el terrestre. La masa del Sol es 2 x 1030 kg, esto es, 332 946 veces superior a la terrestre, entonces la densidad media ( la masa divida por el volumen) es muy débil: 1.4 g cm-3 comparada con la terrestre 5.5 gr cm-3, y revela la gran abundancia de elementos ligeros como es típico en la mayoría de las estrellas. Aproximadamente el 94 % de los átomos son hidrógeno, el 5.9 % son de helio y el resto, 0.1 %, es una mezcla de todos los elementos más pesados. El Sol no está inmóvil en el espacio, sino animado de una rotación alrededor de un eje que forma un ángulo de 7º 15' con la perpendicular a la eclíptica. Esta rotación es diferencial, más rápida en el ecuador (una vuelta cada 25 días) que en los polos (34 días). El Sol no gira, pues, como lo haría un cuerpo sólido sino como un fluido. El Sol es una estrella normal de tipo espectral G2 enana y situada hacia la mitad de la secuencia principal del diagrama H-R. La radiación emitida por la fotosfera alcanza su máximo en la región visible del espectro y es por tanto una estrella amarilla. Debajo de la fotosfera se encuentra el interior solar. Toda la energía solar se genera en el núcleo que, en su fase de vida actual, tiene un tamaño aproximado del 10 % del radio solar. En 1920 , Eddington demostró que la temperatura del centro del Sol era mucho más grande que lo que se había pensado y R. Atkinson sugirió que en estas condiciones era posible que en el núcleo solar tuviesen lugar reacciones nucleares, los núcleos de hidrógeno situados cerca del centro solar podrían fusionarse para producir núcleos de helio, en esta reacción una pequeña cantidad de masa se transforma en una gran cantidad de energía. La energía nuclear generada en el interior del Sol se transporta hacia la superficie, desde las regiones más calientes hacia las más frías. Los fotones generados en las reacciones nucleares en el centro, se mueven hacia la superficie de la estrella donde pueden escapar debido a la menor densidad de file:///F|/antares/modulo4/m4_u102.html (1 de 2) [12/3/2000 17.54.15] ANTARES - Módulo 4 - Unidad 1-02- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - las capas externas. La energía generada en el centro tarda, aproximadamente de cien mil a un millón de años, en alcanzar la superficie solar y finalmente escapa como luz solar. La energía emitida por segundo por su superficie, llamada luminosidad solar, es 3 x 1026 W. Para producir esta luminosidad se deben convertir 6 x 1011 kg de hidrógeno en helio cada segundo. El Sol contiene suficiente hidrógeno para continuar radiando, en la misma proporción que la actual, durante otros 4500 millones de años. file:///F|/antares/modulo4/m4_u102.html (2 de 2) [12/3/2000 17.54.15] ANTARES - Módulo 4 - Unidad 1-03- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - 1.3.Fotosfera Figura 4-1-2: Fotografía de la superficie solar mostrando la granulación solar. Los gránulos, con un tamaño aproximado de 1000 km, son células convectivas. La fotosfera tiene aproximadamente 300 km de espesor, y es en ella donde se origina la práctica totalidad de la radiación visible emitida por el Sol. Gracias a su proximidad se puede estudiar su superficie en detalle, aunque este estudio se ve limitado por la turbulencia en la atmósfera terrestre, sobre todo, debido a que las observaciones solares se realizan durante el día, cuando la atmósfera se calienta por la radiación solar y es más turbulenta que durante la noche. Para la observación solar hay que elegir lugares de alta montaña donde la turbulencia sea mínima. Así se pueden observar con detalle características de la superficie solar tan pequeñas como 1 segundo de arco ( que corresponden a unos 700 km). De esta forma se detecta la llamada granulación solar, la cual es una manifestación de la convección, que se origina en la capa situada debajo de la fotosfera. Los gránulos, de unos 1 000 km de tamaño, están en movimiento por efecto de la convección y son el resultado de las corrientes convectivas que transportan energía (Figura 4-1-2). El efecto es similar al que muestran los líquidos al hervir y el mismo modo de transporte de energía: la convección. Los otros dos modos de transporte energético que existen en Física son la conducción térmica: cuando se calienta, por ejemplo, una barra metálica por un extremo y el calor se transporta hasta el otro extremo de la barra. Finalmente el transporte por radiación o radiativo, ejemplo típico el transporte de la energía solar a la Tierra. Los gránulos fotosféricos son, pues, células convectivas calientes que se elevan, depositan su energía enfriándose, y descienden por los espacios oscuros intergranulares, así transportan la energía de la llamada zona convectiva, situada inmediatamente debajo de la fotosfera, a la base de ésta. La vida media de un gránulo es de unos diez minutos. file:///F|/antares/modulo4/m4_u103.html (1 de 3) [12/3/2000 17.54.16] ANTARES - Módulo 4 - Unidad 1-03- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - Figura 4-1-3: El espectro solar en la región visible con las lineas de absorción (oscuras). El espectro de fotosfera solar (Figura 4-1-3), como ocurre en la mayoría de las estrellas, exhibe un continuo en el que se superponen líneas oscuras de absorción. Al comparar el continuo y la distribución de energía con la de un cuerpo negro, deducimos su temperatura superficial o efectiva: 5780 K. Las líneas de absorción, llamadas también de Fraunhofer (en honor del investigador que fue el primero en estudiarlas), han sido identificadas y catalogadas. Corresponden en su mayoría a elementos químicos tales como el hierro, magnesio , aluminio, calcio, titanio, cromo, níquel y sodio. Se observan también líneas de hidrógeno, sin embargo, no aparecen líneas de helio, el segundo elemento más abundante del Universo, debido a que su temperatura de excitación es más alta que la fotosférica. A partir del análisis de las líneas espectrales se pueden derivar las abundancias químicas de la fotosfera solar (ver Tabla 11.1). Un gas puede ser transparente, parcialmente transparente, u opaco. En un día claro podemos ver, a través del aire, a grandes distancias pero sí el día es neblinoso vemos mucho menos. El aire se ha vuelto opaco, pero no completamente opaco, sino parcialmente transparente. La opacidad es una medida de la transparencia de un gas por unidad de longitud. Sí la opacidad de un gas es muy grande no podemos ver muy lejos a través de él. Sin embargo, aún para un gas de baja opacidad (que se mide por centímetros) sí miramos a través de una gran cantidad de gas, la opacidad se suma. Cuando el gas se hace completamente opaco decimos que la profundidad óptica es grande. Por otro lado cuando la profundidad óptica es pequeña el gas es parcialmente transparente. Cuando observamos el Sol, vemos a través del gas solar hasta que la profundidad óptica es muy grande y se hace opaco. Se define la base de la fotosfera como el nivel hasta el que podemos ver directamente en el centro del disco solar. Conforme observamos más lejos del centro del disco llega un momento en que el gas solar se hace transparente, el ángulo entre las direcciones de observación cuando el gas es opaco y cuando es transparente es muy pequeño del orden de 1 segundo de arco. No hay un salto entre que sea opaco y se vuelva transparente sino que la profundidad óptica disminuye continuamente entre el centro y el borde pero como el ojo humano no puede resolver ángulos tan pequeños (menores que 1 minuto de arco) el cambio de completa opacidad a completa transparencia ocurre súbitamente y por ello el borde solar (llamado también limbo) aparece completamente definido. Cuando tomamos fotografías del Sol, encontramos que la intensidad de la luz varía desde el centro del disco hacia el limbo. Las regiones cerca del borde son más oscuras que las regiones próximas al centro, este fenómeno recibe el nombre de oscurecimiento en el limbo. Este hecho observacional se interpreta como variaciones de la temperatura a través de las capas más exteriores del Sol. file:///F|/antares/modulo4/m4_u103.html (2 de 3) [12/3/2000 17.54.16] Tabla 11.1. Abundancias solares Por cada 1 000 000 átomos de hidrógeno, H, hay: Elemento Átomos Helio, He Oxígeno, O Carbono, C Nitrógeno, N Silicio, Si Magnesio, Mg Neón, Ne Hierro, Fe Azufre, S Aluminio, Al Calcio, Ca Sodio, Na Níquel, Ni Argón, Ar 63 000 690 420 87 45 40 37 32 16 3 2 2 2 1 ANTARES - Módulo 4 - Unidad 1-03- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - Figura 4-1-4: Oscurecimiento hacia el borde. En el borde o limbo la fotosfera se hace opaca a un nivel más alto y por tanto emite menos que en el centro. Esto implica que en el borde la temperatura es más fría que en el centro del disco donde la radiación viene de capas más profundas, es decir, la temperatura de la fotosfera aumenta al disminuir el radio. Cuando observamos en el centro del disco solar, esto es, en la dirección perpendicular, podemos ver hasta el nivel que hemos definido como la base de la fotosfera, a mayor profundidad el gas solar es opaco. La radiación recibida corresponde pues a este nivel que comparada con la del cuerpo negro corresponde una temperatura de 5780 K. Cuando observamos en un punto distinto del centro del disco, la dirección de observación ya no es perpendicular, conforme vamos hacia el limbo observamos casi tangencialmente al disco. El gas se hace opaco a un nivel situado por encima de la base de la fotosfera, a igual profundidad por ser una línea oblicua vemos un nivel más alto que al observar perpendicularmente (Figura 4-1-4). El gas solar cuando observamos cerca del limbo emite menos radiación que cerca del centro y comparando con un cuerpo negro le corresponde una temperatura inferior. En consecuencia podemos deducir que la temperatura de la fotosfera aumenta al disminuir el radio, en Física se dice que existe un gradiente de temperatura negativo. De hecho la temperatura disminuye desde la base de la fotosfera (5780 K) hasta unos 500 km por encima donde su valor es de 4200 K, este límite corresponde a la parte más baja de la cromosfera. El grado de oscurecimiento del limbo depende del rango espectral de observación, es mayor en el azul y violeta. Sin embargo, al realizar observaciones en rayos X se observa el efecto contrario. Hay un incremento del brillo desde el centro hasta el borde, esto es debido a que la radiación proviene de las capas atmosféricas situadas por encima de la fotosfera (cromosfera y corona), en las cuales la temperatura aumenta con la altura (gradiente de temperatura positivo). file:///F|/antares/modulo4/m4_u103.html (3 de 3) [12/3/2000 17.54.16] ANTARES - Módulo 4 - Unidad 1-04- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - 1.4.Cromosfera Figura 4-1-5: Variación de la temperatura del gas en la atmósfera solar. El mínimo de temperatura marca el fin de la fotosfera y el inicio de la cromosfera. La cromosfera es la capa de la atmósfera solar situada por encima de la fotosfera. Es muy tenue y de color rojizo cuando se hace visible, durante unos segundos, al principio y al final de un eclipse de Sol. Su aspecto no es homogéneo, está compuesta de estructuras heterogéneas, llamadas espículas, que ascienden y descienden simulando el aspecto de una pradera en llamas. Las espículas se presentan como cilindros casi verticales de gas cromosférico, de unos 700 km de diámetro y 7 000 km de altura, tienen una vida media de 5 a 15 minutos y puede haber medio millón en la superficie del Sol en un momento dado. La temperatura de la atmósfera disminuye hacia fuera en la fotosfera, alcanza un valor mínimo (Figura 4-1-5) y después aumenta con la altura ya en la cromosfera y en la corona. Finalmente, vuelve a disminuir hacia el exterior en el espacio interplanetario. Actualmente, se sitúa la base de la cromosfera en el mínimo de temperatura (4200 K ), en tanto que el inicio de la corona se sitúa en el millón de grados. Entre esta última y la cromosfera se ubica una zona denominada región de transición caracterizada por un tamaño muy pequeño con un gran aumento de temperatura, su base sería el final de la cromosfera con 25 000 K y su frontera el principio de la corona con un millón de grados. La cromosfera casi no emite radiación continua visible, pero puede observarse utilizando filtros que dejan pasar sólo la longitud de onda de file:///F|/antares/modulo4/m4_u104.html (1 de 2) [12/3/2000 17.54.16] ANTARES - Módulo 4 - Unidad 1-04- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - líneas de absorción intensas como son la línea de hidrógeno Hα (6563 Å), en la región roja del espectro, esta radiación corresponde a una altura de alrededor de 1500 km por encima de la base de la fotosfera. Los filtros usuales para las cámaras fotográficas, por ejemplo, dejan pasar una banda de radiación de más de 100 angstroms de anchura, mientras que los necesarios para observar la radiación del hidrógeno en Hα deben dejar pasar del orden de medio angstrom, se denominan observaciones monocromáticas y se realizan con un espectroheliografo que lleva acoplado los filtros correspondientes. Un descubrimiento importante realizado a partir del estudio de los espectroheliogramas es la existencia de una red de grandes células de materia llamada supergranulación. Estas células supergranulares con aspecto poligonal y de aproximadamente 30 000 km de diámetro, contienen cada una de ellas cientos de gránulos individuales. Se observa un movimiento horizontal del gas alejándose del centro de la célula hacia los bordes. Los bordes de la red de supergranulación, llamada la red cromosférica, son visibles en la línea de hidrógeno Hα y en las de calcio ionizado H (3968Å ) y K (3934 Å). Las capas más elevadas de la cromosfera, que radian predominantemente en el ultravioleta, han de observarse fuera de la atmósfera terrestre. Gracias a los instrumentos astronómicos embarcados en satélites artificiales se han podido identificar líneas espectrales emitidas por la cromosfera y región de transición solares, y descubrir la existencia de estas zonas en otras estrellas. La cromosfera es también visible cuando se producen eclipses. El espectro contiene líneas de emisión (brillantes) superpuestas a un espectro continuo. Se le conoce con el nombre de espectro relámpago, ya que sólo se observa durante unos segundos, al comienzo y final del eclipse. Por encima de la cromosfera la temperatura sube muy rápidamente en sólo unos pocos cientos de kilómetros, alcanzando el millón de grados, esta zona recibe el nombre de región de transición que se puede observar a diferentes alturas en la región ultravioleta. file:///F|/antares/modulo4/m4_u104.html (2 de 2) [12/3/2000 17.54.16] ANTARES - Módulo 4 - Unidad 1-05- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - 1.5.Corona Figura 4-1-6:. Corona solar vista en un eclipse. Durante los eclipses totales, cuando la fotosfera, primero, y luego la cromosfera quedan completamente ocultas, aparece un débil halo blanco alrededor del Sol, denominado corona. Es la región más externa de la atmósfera solar. Se encuentra a una temperatura superior al millón de grados y su forma muy irregular varía continuamente y es diferente en los sucesivos eclipses (Figura 4-1-6). La estructura de la corona se mantiene por el campo magnético del Sol. Su observación desde tierra presenta muchas dificultades ya que, en el dominio de la radiación visible, la corona emite poco una millonésima parte de la luz emitida por la fotosfera (como la Luna llena). Las condiciones ideales para su estudio se presentan en los eclipses totales. Fuera de ellos, han de elegirse lugares de observación, como los de alta montaña, donde la difusión por la atmósfera terrestre es más reducida. También es necesario minimizar la difusión instrumental; para ello se utiliza el llamado coronógrafo, que simula un eclipse gracias a pantallas y diafragmas que ocultan la luz del disco. file:///F|/antares/modulo4/m4_u105.html (1 de 3) [12/3/2000 17.54.17] ANTARES - Módulo 4 - Unidad 1-05- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - El espectro visible de la corona, cuando se observa durante los eclipses, muestra un continuo y superpuesto líneas de absorción y emisión. Es fácil separar el espectro de líneas de emisión, simplemente considerando todo lo que está por encima del nivel del continuo. Las líneas de emisión no corresponden a ningún espectro de líneas conocido bien en los laboratorios terrestres o en otras estrellas. A su identificación se dedicó un gran esfuerzo investigador en los campos de la astronomía solar y espectroscopía teórica y de laboratorio. Al final de los años treinta se descubrió que estas líneas corónales correspondían a átomos muchas veces ionizados, confirmando así las predicciones sobre la alta temperatura de la corona. El grado de ionización del gas solar aumenta a medida que consideramos estructuras más externas. Así, la fotosfera y cromosfera contienen átomos neutros o una vez ionizados (por ejemplo CaI, CaII), y en la región de transición se identifican ya los doblemente ionizados (SiIII). Pero en la corona encontramos iones que están trece veces ionizados (por ejemplo, Fe XIV, que ha perdido 13 electrones de los 26 que posee en estado neutro). Su temperatura debe ser, pues, superior al millón de grados, para que la energía sea suficiente para arrancar tantos electrones de los átomos. A esta componente del espectro se le conoce como la corona E, ya que exhibe un espectro de líneas de emisión originado por los iones del gas coronal. Hay otras dos componentes en el espectro coronal pero que no es luz emitida propiamente por la corona sino luz fotosférica reflejada hacia la Tierra. Una es la luz difundida en nuestra dirección por los electrones de la corona que da lugar a un espectro continuo sin líneas de absorción, recibe el nombre de componente K. La tercera componente está constituida por un continuo con líneas de absorción similar al espectro fotosférico y se denomina componente F, es debido a la difusión, en la dirección de observación, de la luz fotosférica por las partículas situadas entre la Tierra y el Sol (polvo interplanetario). Figura 4-1-7: Emisión del Sol en rayos X. Las zonas oscuras son los llamados agujeros coronales. file:///F|/antares/modulo4/m4_u105.html (2 de 3) [12/3/2000 17.54.17] ANTARES - Módulo 4 - Unidad 1-05- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - La observación de la corona fuera de la atmósfera terrestre tiene grandes ventajas, ya que suprime la difusión producida por ésta y permite obtener información en el ultravioleta y rayos X, donde la corona presenta líneas de emisión muy intensas. En rayos X se distinguen dos estructuras bien diferenciadas. Una, en la que las líneas de fuerza del campo magnético son abiertas, y aparecen como regiones oscuras llamadas agujeros coronales, situadas en los polos o latitudes medias. Observaciones recientes han establecido que son la fuente de chorros de alta velocidad de viento solar y, posiblemente, el origen de éste. Los agujeros coronales se mantienen durante varias rotaciones solares y constituyen una de las estructuras solares con mayor vida media. Durante el periodo de observación del satélite Skylab, ocupaban el 20% de la superficie solar, de la que un 15%, correspondía a los polos. En la otra estructura el campo magnético es cerrado, y aparecen regiones brillantes en forma de bucles o lazos (Figura 4-1-7), que en algunos casos unen diferentes regiones activas. Pueden alcanzar los 700 000 km de largo y tienen temperaturas de dos a tres millones de grados. file:///F|/antares/modulo4/m4_u105.html (3 de 3) [12/3/2000 17.54.17] ANTARES - Módulo 4 - Unidad 1-06- Programa de Nuevas tecnologías - MEC - 1.6.Calentamiento de la cromosfera y corona ¿Cómo puede aumentar la temperatura en las capas más exteriores del Sol, en ausencia de fuentes de energía? ¿Cómo la fría fotosfera puede transportar calor a la corona? La corona es muy poco densa no contiene casi materia, la radiación fotosférica pasa a través de ella y no nota su existencia, no hay absorción de radiación fotosférica en la corona ni en la cromosfera que son transparentes para esta radiación. Se piensa que la zona convectiva subfotosférica es la fuente de energía. En la zona convectiva el transporte de energía es mecánico por corrientes convectivas y es más importante que el transporte radiativo. Sabemos por la interpretación de las observaciones de la granulación que en esta zona hay velocidades del orden de 1 a 2 km s-1 ( 5000 km h-1). Estas velocidades crean movimientos turbulentos que generan ondas acústicas las cuales interaccionan con el campo magnético presente en el Sol, y generan ondas magnetohidrodinámicas, es decir, acoplan la oscilación de la materia a la oscilación del campo magnético. Cuando estas ondas penetran en zonas más altas y de baja densidad de la atmósfera solar, como la corona, se transforman en ondas de choque, que disipan rápidamente su energía convirtiéndola en calor. Como a bajas densidades y altas temperaturas la capacidad de la materia solar para radiar es pequeña, la temperatura sigue subiendo hasta que encuentra un nuevo modo de transportar la energía: la conductividad térmica debida a los electrones libres de la corona que llevan la energía hacia abajo (hacia la cromosfera) donde finalmente se radia al exterior y se alcanza un equilibrio entre el calentamiento y la energía emitida. file:///F|/antares/modulo4/m4_u106.html [12/3/2000 17.54.17] ANTARES - Módulo 4 - Unidad 1- 07 - Programa de Nuevas tecnologías - MEC - Cuestiones y problemas para autoevaluación ● Cuestiones ● Problemas Cuestiones 1. ¿Cuál es la fuente de energía de la luminosidad solar? 2. ¿Cuál es la capa más caliente de la atmósfera solar ? 3. Si se observa el Sol con un filtro Hα adaptado al telescopio: ¿en qué difiere su imagen de la observada sin filtro? 4. ¿Qué implica el oscurecimiento hacia el borde de la fotosfera? 5. ¿Qué manifiesta la granulación fotosférica? 6. ¿Dónde se sitúa la zona convectiva del Sol ? ¿Por qué recibe ese nombre? 7. ¿Cómo se puede calcular el tiempo que permanecerá el Sol en su estado actual a partir de su luminosidad? 8. ¿Qué son las espículas? 9. ¿Qué es la región de transición solar? 10. ¿Cómo se produce el calentamiento de la corona solar ? Problemas 1. Sí todo el hidrógeno del Sol se convirtiese en helio ¿Qué fracción de masa solar se perdería?. Utilizar los siguientes datos: m (He) = 4.004 uam, m(H) = 1.008 uam, 1uam = 1.66 x 10-24 g, M¤ = 2 x 1033 g. file:///F|/antares/modulo4/m4_u1autoeva.html (1 de 2) [12/3/2000 17.54.17] ANTARES - Módulo 4 - Unidad 1- 07 - Programa de Nuevas tecnologías - MEC - 2. La temperatura cinética del plasma en la Corona solar puede alcanzar 106 K. ¿Cuál será la velocidad media de los electrones en la Corona? me- = 9.1 x 10-31 kg; k = 1.38 x 10-23 J K-1 file:///F|/antares/modulo4/m4_u1autoeva.html (2 de 2) [12/3/2000 17.54.17] ANTARES - Módulo 4 - Unidad 1- 08 - Programa de Nuevas tecnologías - MEC - Proyectos o actividades de observación 1. Dibujar esquemáticamente todas las capas del Sol desde el centro hasta las estructuras más externas, indicando el nombre, la temperatura aproximada y los principales procesos que tienen en cada una de ellas. file:///F|/antares/modulo4/m4_u1activid.html [12/3/2000 17.54.17] ANTARES - Módulo 4 - Unidad 1- 09 - Programa de Nuevas tecnologías - MEC - Soluciones ● Cuestiones ● Problemas Cuestiones 1. ¿Cuál es la fuente de energía de la luminosidad solar? Las cadenas protón-protón. 2. ¿Cuál es la capa más caliente de la atmósfera solar? La corona. 4. ¿Qué implica el oscurecimiento hacia el borde de la fotosfera? Un gradiente negativo de temperatura. Problemas 1. Sí todo el hidrógeno del Sol se convirtiese en helio ¿Qué fracción de masa solar se perdería?. Utilizar los siguientes datos: m (He) = 4.004 uam, m(H) = 1.008 uam, 1uam = 1.66 x 10-24 g, M¤ = 2 x 1033 g. Fracción de masa perdida =11 x 104 kg. file:///F|/antares/modulo4/m4_u1soluciones.html [12/3/2000 17.54.17]