Astronomia! / cat
  Preguntas del sistema solar
 
   
SISTEMA SOLAR



- Com és el Sol?
El Sol és una esfera de plasma, és a dir: un gas, els àtoms del qual estan ionitzats en la seva major part. És una estrella normal, ni gaire gran ni gaire petita, una més dels 200 mil milions d’estrelles de la nostra galàxia. Però és l’única que tenim suficientment a prop per poder-la estudiar amb detall.

És una estrella molt antiga, té uns 4.500 milions d’anys, i encara tot just és a la meitat de la seva vida. Durant tot aquest temps, la seva lluminositat ha variat poc, la qual cosa vol dir que el Sol és un objecte en equilibri hidrostàtic i tèrmic. És a dir, per una banda, en cada punt, el pes de les capes que té a sobre és equilibrat per la pressió produïda per l’agitació tèrmica; i per altra banda, cada capa del Sol perd la mateixa radiació que rep.

A partir del seu centre està dividit en una sèrie de capes concèntriques que són les segents:

Nucli: Radi: 175.000 quilòmetres. Temperatura: 15.000.000 K. En aquesta zona és on es produeix l’energia.
Zona radiactiva: Gruix: 325.000 quilòmetres. A través d’aquesta zona, l’energia es transmet per radiació. Els fotons de llum passen d’una partícula a una altra fins que acaben sortint.
Zona convectiva: Gruix: 200.000 quilòmetres. A través d’aquesta zona l’energia es transmet per convecció. El gas calent puja cap a la part superior, on desprèn l’energia que transporta i, un cop fred, torna a baixar.
Fotosfera: Gruix: 100 quilòmetres. Temperatura: 6.050 K (a l’interior de les taques: 4.250 K). Aquesta és la "superfície" del Sol. La zona d’on procedeix la llum que rebem.
Cromosfera: Gruix: 2.000 quilòmetres. Temperatura: de 4.300 K (a baix) a 20.000 K (a dalt). Aquesta capa és la part baixa de l’atmosfera del Sol.
Corona: Gruix: 3.000.000 quilòmetres. Temperatura mitjana: 1.000.000 K. Aquesta és la part alta de l’atmosfera del Sol.

Les característiques generals del Sol, són les segents:
Edat: 4.500 milions d’anys
Radi: 696.265 km
Massa: 1,99 x 1030 kg
Densitat mitjana: 1,4 (aigua = 1)
Lluminositat (potència) 3,83 x 1023 kW

Composició química de la fotosfera (en pes):
Hidrogen
Heli
Oxigen
Carboni
Ferro
Neó
Nitrogen
Silici
Magnesi
Sofre
Altres
73,46%
24,85%
0,77%
0,29%
0,16%
0,12%
0,09%
0,07%
0,05%
0,04%
0,10%
 

- Per què escalfa el Sol?
El Sol és una enorme central de producció d’energia per fusió nuclear. Al seu nucli, l’hidrogen crema termonuclearment per donar heli com a residu, alliberant energia durant el procés.

Això es fa a través d’una sèrie de reaccions, les més importants de les quals constitueixen el cicle protó-protó (o cicle pp). En aquest cicle intervenen sis nuclis d’hidrogen, dos dels quals es recuperen al final. El resultat final és que quatre nuclis d’hidrogen (quatre protons) es transformen en un nucli d’heli (constituït per dos protons i dos neutrons). Per aquest sistema, el Sol transforma, cada segon, 600 milions de tones d’hidrogen en heli.

Les tres reaccions que formen el cicle protó-protó són aquestes:

1.Dos nuclis d’hidrogen (protons) es fusionen. La unió és inestable, i un dels protons es desintegra, convertint-se en neutró i alliberant un positró (electró amb càrrega elèctrica positiva) i un neutrí. El que queda és un nucli de deuteri (que és una forma de l’hidrogen ja que només té un protó).
2.El deuteri fusiona amb un altre protó donant com a resultat un nucli d’heli 3 (dos protons i un neutró) i alliberant energia en forma d’un fotó gamma.
3.Dos nuclis d’heli 3, formats parallelament, es fusionen. Es forma un nucli d’heli 4 i s’expulsen els dos protons que sobren.

Tota l’energia produda pel Sol procedeix del fet que un nucli d’heli pesa menys que els quatre nuclis d’hidrogen a partir dels quals s’ha format seguint la cadena protó-protó. La diferència és molt petita, només del 0,7%, però suficient. Quan un gram d’hidrogen es converteix en 0,993 g d’heli, els 0,007 g que falten s’han convertit en energia, d’acord amb la famosa fórmula d’Einstein (E = mc²). Si fem els càlculs surten 175.000 kWh. Per aquest sistema el Sol transforma, cada segon, 4 milions de tones de massa en energia. Això fa que la potència del Sol sigui enorme (no podria ser de cap altra manera), i equival a una central de producció d’energia amb una potència de 3,83 x 1023 kW. Aquesta energia s’emet en totes direccions en forma de radiació electromagnètica de tota mena, en especial llum visible, ones infraroges i ones ultraviolades. Per tant, l’energia es va distribuint sobre una superfície esfèrica cada vegada més gran, i la part que és interceptada, i aprofitada, per la Terra és mínima. A la distància de la Terra al Sol (150 milions de km) la superfície d’aquesta esfera és 2,9 x 1023 m2, això vol dir que a cada m2 de la Terra arriba una potència de 1,3 kW (això s’anomena constant solar). Aquesta energia és la que permet el funcionament del nostre planeta.

- Per què té cràters la Lluna?
La superfície de la Lluna està marcada per l’intens bombardeig de meteorits (les restes del material del qual es va formar el sistema solar) que va patir la seva escorça acabada de formar. Aquest bombardeig va caracteritzar la primera etapa de l’evolució del Sistema Solar, i va acabar ara fa uns 3.800 milions d’anys, deixant una orografia molt torturada, amb els cràters originats per aquests impactes, els més grans dels quals tenen fins a 2.000 km de diàmetre.

Després, ara fa entre 3.000 y 2.500 milions d’anys, laves basàltiques procedents de l’interior encara calent, van cobrir el 20% aproximadament de la seva superfície, originant els mars. Des d’aleshores no hi ha activitat a la Lluna, que és un astre absolutament inert. Només la caiguda ocasional d’algun meteorit provoca alguna variació.

Els cràters i els mars s’han mantingut intactes des d’aleshores ja que a la Lluna no hi ha aire ni aigua que puguin erosionar-los, com passa a la Terra.

- Quins astres tenen atmosfera al Sistema Solar?
Els quatre planetes gegants (Júpiter, Saturn, Urà i Neptú), es poden considerar constituïts tots ells per unes grans atmosferes, amb un molt petit nucli sòlid. En certa manera podríem dir que aquests planetes no "tenen" atmosfera, sinó que "són" atmosfera.

A part d’aquests, hi ha quatre astres que tenen atmosferes permanents d’una certa importància. Tres són planetes: Venus, La Terra i Mart; i l’altre és un dels satèllits de Saturn: Tità.

També cal esmentar tres astres més. Mercuri que té petites quantitats de gas al seu voltant, que procedeixen de l’activitat radioactiva del planeta o bé del Sol, però que no es poden considerar atmosfera ja que de fet no estan retinguts per l’astre. Ió, un dels quatre satèllits més grans de Júpiter, que té una petita atmosfera, molt variable, alimentada per la seva intensa activitat volcànica. I Tritó, el satèllit més important de Neptú, que també té una petita atmosfera procedent segurament de la petita activitat volcànica (gèisers) que presenta.

- Quins astres poden tenir vida entre els del Sistema Solar?
L’únic astre del qual tenim la certesa que té vida és el planeta Terra. Dins el Sistema Solar la possibilitat que hi hagi vida en altres astres és gairebé nulla. No n’hi ha cap que reuneixi les condicions de temperatura, existència d’aigua i d’atmosfera en el nivells que es consideren adequats per a mantenir la vida. Tot i això, a la Terra s’ha trobat vida en llocs on fins fa poc es considerava que no era possible: en medis molt àcids, o massa calents, o massa freds, o on no hi arriba la llum del Sol. Això porta a pensar que l’única condició indispensable és la presència d’aigua.

Aleshores, encara que les probabilitats de trobar-hi vida siguin pràcticament zero, els astrobiòlegs dirigeixen la seva atenció, bàsicament, cap a tres astres del Sistema Solar: Mart, Europa i Tità. Encara que no hi trobem vida, com a mínim l’estudi d’aquests astres ens pots ajudar a entendre com va començar la vida a la Terra.

En el cas de Mart, hi ha moltes evidències que mostren que hi podria haver aigua gelada a una certa profunditat sota terra. Pel que fa a Europa, un dels principals satèllits de Júpiter, també es creu que sota la seva escorça de gel hi podria haver un gran oceà d’aigua o de gel pastós. Per últim, El satèllit de Saturn, Tità, té una atmosfera molt semblant a la que se suposa que hi havia a la Terra primitiva, abans de l’aparició de la vida, per la qual cosa s’hi podrien estar donant processos similars al que varen donar origen a l’aparició de vida a la Terra.

- Com és que de tant en tant es descobreixen nous planetes?
Actualment es descobreixen nous planetes de dos tipus: planetes extrasolars i petits planetes (o asteroides) al Sistema Solar.

En el primer cas, la millora en els sistemes d’observació va permetre, a mitjans dels anys 90, detectar la presència de planetes al voltant d’estrelles diferents que el Sol. D’aleshores ençà se n’han descobert aproximadament un centenar i es preveu que el ritme de descobriments vagi en augment amb el perfeccionament de noves tècniques. En tot cas es tracta sempre de deteccions indirectes, és a dir, no es pot arribar a veure el planeta directament. El que es fa és detectar els seus efectes gravitatoris sobre l’estrella al voltant de la qual orbiten, o bé detectar la petita disminució de llum que provoquen quan transiten per davant de l’estrella. Fins ara, tots els planetes descoberts tenen masses iguals o superiors (la majoria) a la del planeta Saturn. El gran repte per als propers anys serà descobrir la presència de planetes similars a la Terra.

En el segon cas, no es tracta de planetes pròpiament dits, sinó de petits planetes o asteroides. Són les restes del material primitiu a partir del qual, per acumulació, es van formar els planetes del Sistema Solar. La millora instrumental, i l’automatització dels sistemes de recerca ha fet que en els darrers anys se n’hagi descobert un nombre impressionant: actualment n’hi prop de 50.000 catalogats (amb número i nom definitius, quan es pot calcular bé la seva òrbita) i uns quants centenars de milers que esperen tenir prou observacions per poder entrar al catàleg. Els que es descobreixen a prop de la Terra o al cinturó principal són molt petits (els grans ja fa temps que van ser descoberts). En canvi, els descobriments més importants han estat al Cinturó de Kuiper, un cinturó d’asteroides més enllà de l’òrbita de Plutó, on darrerament se n’han descobert diversos amb mides semblants a les del planeta Plutó. Això ha fet revifar la controvèrsia sobre si Plutó és realment un planeta o bé el membre més destacat del Cinturó de Kuiper. De moment, però, Plutó continuarà conservant la seva categoria de planeta.

- D’on venen els cometes?
D’acord amb les característiques de les seves òrbites, els cometes es poden dividir en dos grups: els periòdics o "antics" i els "nous". Els primers han passat ja diverses vegades prop del Sol i es mouen en òrbites el·líptiques de manera semblant a com ho fan els planetes. Els altres, tenen les òrbites molt excèntriques i molt llargues i és possible que passin per primera vegada prop del Sol.

Els cometes són segurament els supervivents dels planetessimals, és a dir dels materials a partir dels quals es van formar els planetes. Una teoria, formulada per Oort i Wipple, el 1950, postula l’existència d’un gran magatzem de cometes (l’anomenat Núvol d’Oort) que s’estendria entre 10.000 i 100.000 AU. Serien les restes dels blocs de construcció dels planetes Urà i Neptú que van ser expulsats molt més enllà del darrer planeta. Els cometes passen pràcticament tota la seva vida en aquesta regió, seguint unes òrbites molt excèntriques al voltant del Sol. La pertorbació produda pel pas d’una estrella, per exemple, faria que alguns d’ells canviessin la seva òrbita, escurçant-la i apropant-se més al Sol i entrant dins les parts més externes del Sistema solar. Aleshores les pertorbacions dels grans planetes els convertirien en cometes periòdics.

- Un asteroide pot xocar amb la Terra?
Si ens referim a algun dels grans asteroides, amb diàmetres de desenes o centenars de km, la resposta és que no. No n’hi ha cap que tingui una òrbita que el porti a xocar amb la Terra en els propers milers d’anys. El que sí hi ha és la possibilitat que xoqui amb la Terra algun petit asteroide de fins a uns 100 m de diàmetre, dels quals se’n descobreixen de nous cada any. Tot i això la probabilitat, com demostra la història, és molt petita i, de moment, no se’n coneix cap que pugui xocar amb la Terra dins els propers decennis.
 
  Avui Han Passat Per Aquí 7 visitantes, Gracies Per La Teva Visita i Fins Aviat
Guillem © (Copyright) 2012
 
 

Este sitio web fue creado de forma gratuita con PaginaWebGratis.es. ¿Quieres también tu sitio web propio?
Registrarse gratis