La Estrella Polar

Lo primero que vamos a hacer es explicar como encontrarla en el cielo para aquellos de vosotros que aún no sepáis situarla.

En este gráfico podemos verlo fácilmente:

Polar

Tenemos cuatro métodos:

1.- Con una brújula (os lo desaconsejo)

2.- La estrella final del mango de la sartén de la Osa Menor

3.- La estrella que hay justo en medio entre Casiopea y la Osa Mayor

4.- El método mas fiable. Si prolongamos 5 veces la distancia que hay entre las dos estrellas del final del carro de la Osa Mayor (Merak y Dubhe), llegaremos a la estrella Polar

 

La estrella polar o Polaris es la mas cercana al polo norte celeste, del que dista menos de un grado.

Debido a la precesión de los equinocios (movimiento de nutación de la tierra), la estrella mas cercana al polo norte nunca es la misma, pues el eje de los polos se desplaza entorno al plano de la eclíptica. En consecuencia, la estrella mas cercana al polo norte celeste al cabo de los años no es la misma. Varía.

En el año 2100 será cuando mas cerca esté del polo norte celeste, distando menos de 28′. A partir de entonces se alejará por la precesión de los equinocios, no volviendo a estar en ese punto hasta dentro de 28.000 años.

 

Hace 4800 años, en el polo norte celeste se encontraba Thuban, de la constelación del Dragón.

La estrella polar se encuentra a 431 años luz de nosotros, en la constelación de la osa menor.

Es una estrella de magnitud (aparente) 2, muy brillante. Lo cual nos permite localizarla a simple vista.

Es una super gigante amarilla, con una luminosidad 2440 veces mayor que la del sol y su masa es del orden de 6 veces la masa de nuestro sol. Su radio 45 veces mayor que el del sol.

Realmente la estrella polar forma un sistema estelar con 2 estrellas acompañantes no visibles a simple vista, Polaris B y Polaris C.

 

El Sol, nuestra estrella

El sol, es la fuente de nuestra energía, nuestra estrella. Sin él no cabría la posibilidad de vida en la tierra.

Es una estrella de tipo mediana-pequeña, en la secuencia principal de clasificación de estrellas sería una de tipo G y clase de luminosidad  V.

sol-1

Primero diremos unos cuantos datos del sol y luengo pasaremos a su origen, evolución y final.

  • Distancia a la tierra: 150 millones de kilómetros
  • Diámetro: 1.392.000 kilómetros
  • Superficie: 6,0877 × 1012 km² ( mas de 6 billones de kilómetros cuadrados)
  • Volumen: 1,4123 × 1018 km³ (mas de 1.412.300.000.000.000.000 kilómetros cúbicos)
  • Masa: 1,9891 × 1030 kg (1.989.100.000.000.000.000.000.000.000.000 kilos)
  • Masa relativa a la de la tierra: Si 1 es la de la tierra, 332.946 veces es la del sol
  • Gravedad en su superficie: 27,9 veces la de la tierra
  • Temperatura en la superficie: 5.505 ºC
  • Temperatura máxima en la corona: 1×106 K
  • Temperatura del núcleo: 1,36 × 107 K

El sol se originó a partir de una nube de gas molecular y polvo hace aproximadamente 4600 millones de años.

Lo que ocurrió es un colapso gravitacional de esta gran nube molecular. La materia de esta nube, debido fundamentalmente a la fuerza de la gravedad, comenzó a juntarse, liberando cada vez mas energía. La mayor parte de esta materia se acumuló en el centro, mientras que el resto se aplanó en un disco en órbita de esa materia central, que es lo que luego formó el resto del sistema solar.

Debido a la gravedad, esta masa central se volvió cada vez mas densa y caliente. Cuando esta masa adquirió un nivel suficiente de energía, entonces en el núcleo se produce la reacción de FUSIÓN NUCLEAR. Los átomos de hidrógeno se fusionan en un átomo mas pesado, el Helio, liberando enormes cantidades de energía. Es aquí cuando nace nuestro sol, cuando empieza a brillar.

Recordad la entrada anterior de nuestro blog, en ella podemos ver cuales son estas reacciones de fusión, que ocurren en todas las estrellas.

Estructura del Sol

Como vemos en la imagen de abajo el sol se compone de varias capas:

sol

Núcleo: es la zona del Sol donde se produce la fusión nuclear debido a la alta temperatura, es decir, el generador de la energía del Sol.

Zona Radiactiva: las partículas que transportan la energía (fotones) intentan escapar al exterior en un viaje que puede durar unos 100.000 años debido a que éstos fotones son absorbidos continuamente y re emitidos en otra dirección distinta a la que tenían.

Zona Convectiva: en ésta zona se produce el fenómeno de la convección, es decir, columnas de gas caliente ascienden hasta la superficie, se enfrían y vuelven a descender.

Fotosfera: es una capa delgada, de unos 300 Km, que es la parte del Sol que nosotros vemos, la superfície. Desde aquí se irradia luz y calor al espacio. La temperatura es de unos 5.000°C. En la fotosfera aparecen las manchas oscuras y las fáculas que son regiones brillantes alrededor de las manchas, con una temperatura superior a la normal de la fotosfera y que están relacionadas con los campos magnéticos del Sol.

Cromosfera: sólo puede ser vista en la totalidad de un eclipse de Sol. Es de color rojizo, de densidad muy baja y de temperatura altísima, de medio millón de grados. Esta formada por gases enrarecidos y en ella existen fortísimos campos magnéticos.

Corona: capa de gran extensión, temperaturas altas y de bajísima densidad. Está formada por gases enrarecidos y gigantescos campos magnéticos que varían su forma de hora en hora. Ésta capa es impresionante vista durante la fase de totalidad de un eclipse de Sol.

De que está compuesto el sol

Es sol es una esfera de plasma (gas ionizado) en el que ocurren diferentes procesos como acabamos de ver.

Fundamentalmente se compone de Hidrógeno, en un 92%, no obstante es el combustible nuclear del que proviene casi toda su energía. Le sigue el Helio (en un 8%), que es el elemento que se forma en la combinación de átomos de hidrógeno. Y de ahí en adelante tenemos oxígeno, carbono, nitrógeno, etc.. en proporciones mucho mas pequeñas.

Como funciona el sol, como se produce la energía

La energía solar se crea en el interior del Sol, donde la temperatura llega a los 15 millones de grados, con una presión altísima, que provoca las reacciones nucleares de fusión. Se liberan protones (núcleos de hidrógeno), que se funden en grupos de cuatro para formar partículas alfa (núcleos de helio).

Cada partícula alfa pesa menos que los cuatro protones juntos. La diferencia se expulsa hacia la superficie del Sol en forma de energía. Un gramo de materia solar libera tanta energía como la combustión de 2,5 millones de litros de gasolina.

La energía generada en el centro del Sol tarda un millón de años para alcanzar la superficie solar. Cada segundo se convierten 700 millones de toneladas de hidrógeno en cenizas de helio. En el proceso se liberan 5 millones de toneladas de energía pura; por lo cual, el Sol cada vez se vuelve más ligero.

Actividad solar

Todos hemos oido hablar de las manchas solares y de las protuberancias solares.

Las manchas son el lugar de fuertes campos magnéticos. La razón por la cual las manchas solares son frías no se entiende todavía, pero una posibilidad es que el campo magnético en las manchas no permite la convección debajo de ellas.

Las manchas solares generalmente crecen y duran desde varios días hasta varios meses. Las observaciones de las manchas solares reveló primero que el Sol rota en un período de 27 días (visto desde la Tierra).

El número de manchas solares en el Sol no es constante, y cambia en un período de 11 años conocido como el ciclo solar. La actividad solar está directamente relacionada con este ciclo.

Las protuberancias solares son enormes chorros de gas caliente expulsados desde la superficie del Sol, que se extienden a muchos miles de kilómetros. Las mayores llamaradas pueden durar varios meses.

El campo magnético del Sol desvía algunas protuberancias que forman así un gigantesco arco. Se producen en la cromosfera que está a unos 100.000 grados de temperatura.

Las protuberancias son fenómenos espectaculares. Aparecen en el limbo del Sol como nubes flameantes en la alta atmósfera y corona inferior y están formadas por nubes de materia a menor temperatura y mayor densidad que su entorno.

Las temperaturas en su parte central son, aproximadamente, una centésima parte de la temperatura de la corona, mientras que su densidad es unas 100 veces la de la corona ambiente. Por lo tanto, la presión del gas dentro de una protuberancia es aproximadamente igual a la de su alrededor..

El viento solar es un flujo de partículas cargadas, principalmente protones y electrones, que escapan de la atmósfera externa del sol a altas velocidades y penetran en el Sistema Solar.

Algunas de estas partículas cargadas quedan atrapadas en el campo magnético terrestre girando en espiral a lo largo de las líneas de fuerza de uno a otro polo magnético. Las auroras boreales y australes son el resultado de las interacciones de estas partículas con las moléculas de aire.

La velocidad del viento solar es de cerca de 400 kilómetros por segundo en las cercanías de la órbita de la Tierra. El punto donde el viento solar se encuentra que proviene de otras estrellas se llama heliopausa, y es el límite teórico del Sistema Solar. Se encuentra a unas 100 UA del Sol. El espacio dentro del límite de la heliopausa, conteniendo al Sol y al sistema solar, se denomina heliosfera.

Como evolucionará el sol

El Sol es más o menos de edad intermedia y no ha cambiado drásticamente desde hace más de cuatro mil millones de años, y seguirá siendo bastante estable durante otros cinco mil millones de años más. Sin embargo, después de que la fusión del hidrógeno en su núcleo se haya detenido, el Sol sufrirá cambios severos y se convertirá en una gigante roja. Se estima que el Sol se volverá lo suficientemente grande como para engullir las órbitas actuales de Mercurio y Venus y posiblemente la Tierra.

Dado que el Sol no es una estrella muy masiva, no explotará ni se convertirá en agujero negro, sino que comenzará a perder tamaño reduciéndose tanto hasta alcanzar un tamaño similar al de un planeta, a este tipo de estrella se le denomina “enana blanca”, será solo un poco más grande que la Tierra, sin embargo será aun tan masivo, capaz de concentrar varias toneladas por cada centímetro cúbico de su volumen, que los planetas restantes aún orbitarán a su alrededor.

Finalmente se ira apagando poco a poco hasta probablemente finalizar su etapa de vida como una “enana negra”, es decir, un cuerpo frío e invisible en el espacio, una estrella apagada.

Todo esto ocurre por que el sol consume todo su combustible. Primero el hidrógeno en Helio, luego el Helio, etc..

De tal forma que la fuerza de la gravedad no es suficiente para contrarrestar la presión ejercida por las reacciones nucleares. Por eso se expande en una gigante roja.

Queda pendiente en otra entrada del blog, explicar que son Gigantes rojas, novas, enanas blancas….