Informaţii generale

Soarele, aşa cum apare prin lentile fotografice de pe Pământ

Hidrogenul reprezintă aproximativ 74% din masa Soarelui, heliul 25%, iar restul este constituit din cantităţi mici de elemente mai grele. Datorită acestei compoziţii şi a temperaturilor ridicate, pe Soare nu există o crustă (scoarţă) solidă, şi nici materie în stare lichidă, toată materia solară fiind în întregime în stare de plasmă şi gazoasă.

Soarele face parte din clasa spectrală G2V. "G2" înseamnă că

• temperatura la suprafaţă este de aproximativ 5.500 K (de aici rezultând culoarea sa galbenă-portocalie),
• iar spectrul său conţine linii de metale ionizate şi neutre precum şi foarte slabe linii de hidrogen.

Sufixul "V" indică apartenenţa Soarelui la grupul majoritar al stelelor aflate în faza principală. Aceasta înseamnă că îşi generează energia prin fuziunea nucleară a nucleelor de hidrogen în heliu, şi că se află în echilibru hidrostatic, adică nici nu se contractă nici nu se dilată. Numai în galaxia noatră sunt mai mult de 100 de milioane de stele din clasa G2. Datorită distribuţiei logaritmice a mărimii stelelor, Soarele este de fapt mai strălucitor decât 85% din stelele galaxiei, majoritatea acestora fiind pitice roşii.^[2]

Faza principală a existenţei Soarelui va dura în total aproximativ 10 miliarde de ani. Vârsta actuală, determinată folosind modele computerizate ale evoluţiei stelelor şi nucleocosmocronologia, se consideră a fi de aproximativ 4,57 miliarde de ani ^[3]. Soarele orbitează în jurul centrului galaxiei noastre, Calea Lactee, la o distanţă de 25-28 de mii de ani lumină de acesta, realizând o revoluţie completă în circa 225-250 de milioane de ani. Viteza orbitală este de 220 km/s, adică un an-lumină la fiecare 1.400 de ani, sau o UA la fiecare 8 zile.^[4]

Soarele este o stea din a treia generaţie, a cărei formare este posibil să fi fost declanşată de undele de şoc ale unei supernove aflate în vecinătate. Acest fapt este sugerat de prezenţa în abundenţă în sistemul nostru solar a metalelor grele cum ar fi aurul şi uraniul; cea mai plauzibilă explicaţie a provenienţei acestora fiind reacţiile nucleare dintr-o supernova sau transmutaţiile prin absobţia de neutroni din interiorul unei stele masive de generaţia a doua.

Masa Soarelui este insuficientă pentru a genera explozia într-o supernovă, în schimb, în 4-5 miliarde de ani, el va intra în faza de gigantă roşie, straturile exterioare urmând să se extindă, în timp ce hidrogenul din centru va fi consumat, iar miezul se va contracta şi încălzi. Fuziunea heliului va începe când temperatura în centru va ajunge la 3×10⁸ K. Deşi probabil expansiunea straturilor exterioare ale Soarelui va atinge actuala traiectorie a Pământului, cercetări recente sugerează că în faza premergătoare, datorită pierderii de masă, orbita Pământului va fi împinsă mai departe, prevenind astfel înghiţirea Pământului (totuşi atmosfera Pământului se va evapora şi împrăştia).

Soarele.

Faza de gigantă roşie va fi urmată de împrăştierea straturilor exterioare ale Soarelui datorată intenselor pulsaţii termice, dând naştere unei nebuloase planetare. Soarele se va transforma apoi într-o pitică albă, răcindu-se în timp. Această succesiune a fazelor este tipică evoluţiei stelelor de masă mică spre medie.^[5][6]

Lumina şi căldura Soarelui constituiesc principala sursă de energie pe suprafaţa Pământului. Constanta solară este cantitatea de energie solară care ajunge pe Pământ pe unitatea de suprafaţă direct expusă luminii solare. Constanta solară este aproximativ 1.370 watt/m² la distanţa de Soare de o unitate astronomică (UA). Lumina ce ajunge pe suprafaţa Pământului este atenuată de atmosfera terestră, de fapt pe suprafaţa Pământului ajunge o cantite mai mică de energie, undeva în jurul valorii de 1.000 watt/m² în condiţiile unei expuneri directe, când Soarele se află la zenit. Această energie poate fi utilizată printr-o multitudine de procedee naturale sau artificiale:

• fotosinteza realizată de plante, care capturează energia solară şi o folosesc la conversia chimică a bioxidului de carbon din aer în oxigen şi compuşi reduşi ai carbonului
• prin încălzire directă
• prin conversie realizată de celule fotovoltaice pentru a genera electricitate.
• Energia stocată în petrol şi alţi combustibili fosili a provenit iniţial tot din energia solară, prin fotosinteză, în trecutul îndepărtat.

Lumina Soarelui prezintă câteva proprietăţi biologice interesante. Lumina ultravioletă de la Soare are proprietăţi antiseptice şi poate fi utilizată pentru a steriliza diverse obiecte. De asemenea, poate cauza şi arsuri solare, având de asemenea şi alte efecte medicale, cum ar fi producţia de vitamină D. Lumina ultravioletă este puternic atenuată de atmosfera Pământului, astfel încât cantitatea de lumină UV variază mult cu latitudinea locală, datorită drumului mai lung al luminii solare prin atmosferă la latitudini mari. Această variaţie este responsabilă pentru multe adaptări de natură biologică, cum ar fi variaţiile de culoare a pielii omului în diferite regiuni ale globului.

Observată de pe Pământ, traiectoria Soarelui pe bolta cerească variază pe parcursul anului. Traiectoria descrisă de poziţia Soarelui pe cer luată în fiecare zi la exact aceeaşi oră pe parcursul unui an se numeşte analemmă şi seamănă cu o figură în formă de 8, aliniată pe o axă de la nord la sud. În afară de cea mai evidentă variaţie a poziţiei aparente a Soarelui pe bolta cerească între nord şi sud cu o amplitudine unghiulară de 47 de grade (datorită înclinaţiei axei terestre de 23,5 grade fată de ecliptică), există de asemenea şi o componentă pe axa est-vest a acestei variaţii de poziţie. Variaţia pe axa nord-sud rămâne însă sursa principală a anotimpurilor pe Pământ.

Datorită faptului că se află atât de aproape de Pământ, în termeni astronomici, Soarele este steaua cea mai bine cercetată şi cunoscută. Astronomii disting chiar detaliile de la suprafaţa sa (începând de la 150 km şi mai mult). În comparaţie cu Pământul, Soarele este gigantic. Volumul său ar putea cuprinde 1.300.000 de planete ca a noastră, iar de-a lungul diametrului său s-ar putea alinia 109 Pământuri. Soarele este o imensă sferă de gaz foarte cald, a cărei masă o depăşeşte de 300.000 de ori pe cea a Pamântului. La suprafaţă, forţa gravitaţională este de aproximativ 28 de ori mai puternică decât cea de pe Pământ. Totuşi, Soarele nu este decât o stea foarte obişnuită. Pentru astronomi, este o adevărată şansă să poată studia o stea atât de tipică: tot ceea ce află ei prin studierea Soarelui îi ajută să înţeleagă mai bine şi celelalte stele.