El Sol, el motor del sistema solar

El Sol: El motor de la meteorologia espacial

El Sol és la nostra estrella més propera. Des de la Terra, sembla una bola de foc tranquil·la i constant, però al llarg d'aquest temari demostrarem que el Sol és un monstre dinàmic en activitat perpètua.

És una estrella enorme: la seva superfície visible és una esfera amb un diàmetre d’uns 1,4 milions de quilòmetres. Si ens sembla petit és només per la distància: es troba a uns 150 milions de quilòmetres de nosaltres (una unitat astronòmica). Està compost principalment per hidrogen (73%) i heli (25%), a més d'altres elements pesants, i es troba en estat de plasma, un gas altament ionitzat que condueix l'electricitat i reacciona als camps magnètics.

L’estructura del Sol: les capes internes

L’interior del Sol és un laboratori de física extrema. Podem dividir-lo en tres zones principals:

• Nucli: És el cor de l'estrella. Té una temperatura d'uns 15 milions de graus Celsius. Aquí es produeix la fusió nuclear: l'hidrogen es transforma en heli, alliberant una quantitat d'energia colossal. Ocupa aproximadament el 20-25% del radi solar.
• Zona Radiativa: L’energia generada al nucli viatja cap a l'exterior en forma de fotons. A causa de l’altíssima densitat, un fotó triga entre 100.000 i 170.000 anys a travessar aquesta zona (el que anomenem "el camí de l'ebri").
• Zona Convectiva: Aquí la temperatura baixa prou perquè el plasma bulli. L'energia es transporta mitjançant columnes de gas calent que puja i gas fred que baixa, de manera similar al moviment de l'aigua en una olla al foc.

L’atmosfera solar i la meteorologia espacial

Aquesta és la part que interactua directament amb la Terra i la que defineix la meteorologia espacial:

• La Fotosfera: L’"esfera de llum". És la capa que veiem a simple vista (amb protecció!). Té uns 400-500 km de gruix i una temperatura de 5.500 °C. Aquí apareixen les taques solars, regions més fredes provocades per camps magnètics intensos.
• La Cromosfera: Una capa fina i vermellosa (visible en eclipsis) on la temperatura, curiosament, comença a pujar de nou. Hi trobem les espícules i les fulguracions inicials.
• La Corona: L'atmosfera exterior, tènue però extremadament calenta (milions de graus). S’estén milions de quilòmetres cap a l'espai. És l'origen de:
  • Vent solar: Un flux constant de partícules carregades.
  • Ejeccions de Massa Coronal (CME): Grans bombolles de plasma llançades a l'espai que poden colpejar el camp magnètic terrestre.

L'energia solar i la seva propagació

L'energia generada al nucli solar no es queda allà; viatja cap a l'exterior i s'escampa per tot el sistema solar. Aquesta propagació es realitza de tres maneres principals:

1. Transferència interna (Calor i Convecció): Dins del Sol, l'energia es mou primer per radiació (fotons que reboten entre partícules) i després per convecció. En aquesta darrera etapa, el plasma calent puja a la superfície, s'enfreda i torna a baixar, creant un moviment constant de massa que transporta la calor, de manera similar a com bull l'aigua en una olla.
2. Ones acústiques (El "so" del Sol): És cert que el Sol genera ones de pressió (com el so) a causa del moviment violent del gas. Tot i que el so no pot viatjar pel buit de l'espai (per tant, no podem "sentir" el Sol des de la Terra), aquestes ones són crucials per als científics. L'estudi d'aquestes vibracions s'anomena heliosismologia i ens permet conèixer l'interior del Sol, tal com els terratrèmols ens permeten conèixer l'interior de la Terra.
3. Radiació electromagnètica: Aquesta és la forma principal de propagació i la que arriba a la Terra en només 8 minuts. Es divideix segons la seva longitud d'ona en l'anomenat espectre electromagnètic:
   • Raigs Gamma i Raigs X: Són els més energètics i perillosos. El Sol els emet sobretot durant les fulguracions.
   • Radiació Ultravioleta (UV): Responsable del bronzejat, però també de la ionització de l'atmosfera superior.
   • Llum visible: La part de l'espectre que els nostres ulls poden detectar.
   • Raigs Infrarojos: El que percebem directament com a calor a la pell.
   • Microones i Ones de ràdio: Molt útils en astronomia per "escoltar" l'activitat de la corona solar.

Els escuts protectors de la Terra

No tota l'energia i les partícules que envia el Sol arriben a la superfície. El nostre planeta té un sistema de defensa de dues capes:

1. La Magnetosfera: És el nostre camp magnètic. Actua com un escut invisible que desvia la major part del vent solar (partícules carregades) al voltant de la Terra. Sense ella, el vent solar hauria escombrat la nostra atmosfera fa milions d'anys.
2. L'Atmosfera: Especialment la capa d'ozó i la ionosfera, bloquegen les radiacions més nocives (com els raigs X i bona part dels UV).