O Sol

O Sol é uma estrela como muitas outras (figura 1.25). Para nós é especial porque é o centro do nosso sistema planetário, o Sistema Solar. Mas não é o centro do mundo... Sem Sol não haveria energia na Terra nem, portanto,  qualquer forma de vida. Sem Sol simplesmente não existiríamos aqui. Não haveria Física e não haveria físicos...

Quando o vemos no céu, parece-nos que o Sol  tem o mesmo tamanho que a Lua (os dois discos sobrepõem-se num eclipse total do Sol; ver figura 1.21), mas, de facto, é muito maior que a Lua e mesmo muito maior do que a Terra. O Sol tem um raio  400 vezes  maior do que  a Lua, mas está a uma distância 390  vezes maior (ver tabela 1.1). No entanto, há estrelas, chamadas anãs,  que são do tamanho da Lua ou da Terra, e há estrelas, chamadas  supergigantes, que são muito maiores do que o Sol na sua forma actual. O Sol tem um tamanho médio: não é  grande nem pequeno quando comparado com a média das  estrelas (que nos parecem muito pequenas simplesmente porque estão muito longe).

Figura 1.25 - Fotografia do Sol. A energia do Sol provém de reacções nucleares no seu interior.

O Sol emite luz porque, no seu interior, há reacções nucleares. O que são reacções nucleares? São  processos de transformação semelhantes às reacções químicas que ocorrem, por exemplo, numa combustão e que libertam energia. Sabemos, do estudo da Química, que toda a matéria é feita de átomos e que os átomos têm no seu centro um núcleo no seu centro (figura 1.26).

Figura 1.26 - Representação do átomo. No centro está o núcleo e á volta movem-se os electrões.

E sabemos também que as moléculas são constituídas por átomos. Ao contrário das reacções químicas, nas quais há transformações de moléculas umas nas outras, as reacções nucleares dão-se entre os núcleos atómicos, os pequeníssimos centros dos átomos. As energias libertadas são muito maiores do que em qualquer combustão. Só neste século  se compreendeu que a prodigiosa energia libertada pelas estrelas tinha origem nos núcleos atómicos e que o Sol não era uma grande fogueira a carvão... Mas o Sol, tal qual uma fogueira que se apaga quando não há mais carvão ou lenha, irá  acabar quando terminar o “combustível nuclear”. Felizmente para nós, essa data  ainda está muito longe:  será  só daqui a cinco mil milhões de anos!

O homem terá problemas de energia muito antes do Sol se acabar. Daqui a algumas dezenas de anos, as reservas de combustíveis fósseis na Terra vão diminuir drasticamente e só haverá uma solução para satisfazer as nossas necessidades de energia: ou aproveitamos directamente a energia solar ou construímos reactores que imitem na Terra as reacções nucleares que se dão no interior do Sol. Já há alguns desses reactores mas eles apenas servem para investigação, não são ainda rentáveis...

O Sol emite luz. Essa luz diz-se visível, porque vemos com a ajuda dela. A luz do Sol não chega instantaneamente mas demora, como dissemos,  oito minutos a chegar à Terra. Mas é também luz não visível (figura 1.27), como os raios infravermelhos (que são os raios que permitem acender e fechar a televisão com o comando),  raios X (aqueles que permitem aos médicos ver os  ossos), ondas de rádio (aquelas que nos permitem ouvir estações de rádio ou permitem aos astronautas no espaço ou na Lua comunicar com a Terra), etc. Sobre a luz visível e não visível ver o final da unidade 4,  “A luz e a visão”.

Dado que o Sol emite raios X e uma vez que os raios X são   perigosos, como é que nos defendemos deles? Não é preciso fazer  nada, porque o ar funciona como um “escudo invisível”: absorve os raios X provenientes do Sol ou de outras estrelas. A luz visível  é a   luz emitida pelo Sol com maior intensidade. A nossa vista funciona de tal maneira que  captamos perfeitamente essa luz... Para detectar os raios X do Sol ou de outras estrelas, temos de colocar detectores de raios X em balões, que sobem na atmosfera a grande altitude, e em satélites artificiais, que sobem acima da atmosfera. Já as ondas de rádio passam  pela atmosfera (por isso  recebemos as ondas de rádio emitidas da Terra pelas  várias estações de rádio). Para captarmos  ondas de rádio vindas do Sol ou de outras estrelas usamos um tipo especial de telescópio,  que parece uma  antena parabólica como as que existem em muitas casas para receber imagens de televisão via satélite: esse instrumento é chamado radiotelescópio (figura 1.28). Concluímos que  há vários tipos de luz e, portanto, várias maneiras de ver o universo!  

Figura 1.27 - Esquema mostrando os vários tipos de luz emitida pelo Sol. A luz visível é apenas uma pequena parte de uma grande variedade de tipos de luz, mas é a luz  emitida pelo Sol com maior intensidade.  Só a luz visível, parte da luz infravermelha e as ondas de rádio atravessam a atmosfera terrestre com facilidade.

Figura 1.28 - Radiotelescópio para captar ondas de rádio provenientes do espaço. No filme “Contacto”, baseado no romance de Carl Sagan com o mesmo título, uma radioastrónoma procura sinais de vida inteligente no universo.

Sabemos que o Sol é constituído principalmente por hidrogénio e hélio, os dois elementos químicos mais leves, porque analisamos a luz solar com um prisma de vidro e, na luz decomposta (ou espectro), encontramos sinais característicos desses dois elementos. Com efeito, o Sol emite energia porque transforma núcleos de hidrogénio em núcleos de hélio. O elemento hélio é muito raro na Terra e foi pela primeira vez descoberto no espectro solar (hélio significa Sol em grego e agora já podemos entender a palavra “heliocêntrico”). As outras estrelas também são essencialmente “bolas” de hidrogénio e hélio.

As estrelas maiores e mais velhas têm outros elementos além de hidrogénio e hélio, por exemplo carbono. Elas explodem no fim da sua vida, enviando a sua matéria para o espaço (são chamadas supernovas). As moléculas que constituem os organismos vivos na Terra são formadas por átomos que se espalharam na explosão de uma supernova, anterior ao  Sol. O Sol terminará um dia mas não vai explodir. Nessa altura pode ser que os habitantes do planeta Terra  tenham encontrado um “lar” noutro lado do espaço…