UN HOMBRE PERCIBE EL SOL
REPORTAJES

La Arqueoastronomía, que estudia el conocimiento astronómico de las culturas del pasado, argumenta que se basaban con frecuencia en el ciclo solar para ubicar sus centros de culto, como cementerios y templos. Mayoritariamente, los parámetros guía eran los solsticios de verano y de invierno, que son los dos puntos extremos que tienen tanto la salida como la puesta del Sol a lo largo del año; y el equinoccio, que se define como el momento en el que el Sol está sobre el Ecuador celeste, que también coincide con el punto medio temporal entre los solsticios de verano e invierno. Todo ello denota que estos pueblos observaban el Sol y se preguntaban sobre él.

El Sol es una estrella particular sólo porque es la que ha hecho posible la vida terrestre. Visto desde un lugar perdido en el espacio, deja de serlo. Sólo se le pueden atribuir un tamaño y luminosidad excepcionales desde una percepción humana.

El Universo era inicialmente una bola de material muy caliente, compacta y densa, que fue expandiéndose dando lugar a las estructuras actuales. No se sabe si primero se formaron las estrellas, que se juntaron en galaxias, o grandes nubes, las protogalaxias, que luego condensaron en estrellas. Después, aparecieron estrellas de segunda generación como el Sol y se formaron los planetas, probablemente al mismo tiempo. Se sospecha que el Universo está en evolución, aunque la fase actual sea muy homogénea.

Para cualquier ente situado en cualquier punto de nuestra galaxia, la Vía Láctea, el Sol es una estrella más entre cien mil millones. Se formó a partir de una gran nube de gas y polvo, que condensó y empezó a girar, formando una esfera de una masa, una densidad y una temperatura fijas. Cuando los materiales combustibles empezaron a quemarse, se había formado una estrella, que no es más que una bola de gas a altas temperaturas.

El Sol contiene prácticamente el 100% de la masa del Sistema Solar. A su alrededor, giran con sus respectivos satélites nueve planetas, Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón, además de otros muchos objetos, como asteroides y cometas. Flotando por el espacio hay polvo y gas, radiación y campos magnéticos.

El Sol, de 696.000 km de radio y 2x10²⁷ toneladas de masa, consta de diversas partes. La superficie del Sol, llamada fotosfera, está a una temperatura de 5.800 grados Kelvin; el núcleo, donde tienen lugar las reacciones de fusión nuclear, a 15,6 millones de grados. Encima de la fotosfera se encuentra una capa delgada llamada cromosfera. Sobre la cromosfera se extiende durante miles de kilómetros la corona, que es la atmósfera externa del Sol y que sólo es visible durante los eclipses totales.

En el Sol tiene lugar una disminución de temperatura desde el núcleo a la superficie porque la energía producida es continuamente absorbida y reemitida, convirtiéndose mayoritariamente en luz visible. De hecho, acaba siendo transportada más por convección que por radiación, al contrario de lo que ocurre inicialmente.

La corona está a un millón de grados Kelvin, lo que en un inicio se consideró absurdo puesto que la temperatura superficial era mucho menor; esto implicaba que la corona no podía ser calentada por el flujo de calor procedente de la superficie. Actualmente, todavía no están claros los procesos que determinan su elevada temperatura.

La expansión continua de la corona hacia el espacio crea un viento de partículas cargadas, mayoritariamente electrones y protones, llamado viento solar, que se mueve de 300 a 600 km/s. Este viento es el responsable de las auroras y de la actividad magnética sobre la Tierra que, a veces, provoca interferencias con las ondas de radio, afecta a las colas de los cometas o repercute en las trayectorias de los cohetes.

Una de las particularidades más atractivas del Sol son las manchas solares, que son zonas más frías que el resto de la superficie solar. Debido a ello, se ven oscurecidas, aunque continúan estando a una temperatura muy elevada, de unos 4.000 grados Kelvin. Las manchas solares son debidas al campo magnético solar. Otra particularidad son las protuberancias solares, que consisten en el escape de un flujo de plasma hacia la atmósfera que después vuelve a caer en el Sol.

El Sol tiene poca masa en comparación con otras estrellas, por ejemplo las gigantes, lo que hace que su brillo no sea tan intenso aunque su vida será mucho más larga. Ya ha consumido unos 5.000 millones de años de los 10.000 que se prevé que exista. Probablemente, cuando llegue al final de su vida, producirá capas de gas y formará una nebulosa planetaria.

El Sol rota sobre sí mismo. Su materia está en forma de plasma, que tiene una gran conductividad eléctrica y que provoca que sea una estrella pulsante, en la que las capas externas rotan más rápidamente que las internas y la superficie del ecuador gira una vez cada 25 días mientras que la de los polos lo hace una vez cada 36.

Las estrellas son como un ser vivo: nacen, viven y mueren. Estudiarlas y seguir su evolución no es fácil, menos si se piensa que el tiempo de vida del hombre en comparación con el de una estrella es ínfimo. El Sol, al estar relativamente cerca de la Tierra, es un laboratorio ideal para el estudio de las estrellas; si en él se cumplen una serie de parámetros es probable que en el resto también se cumplan. Es la estrella más cercana y, por tanto, la más accesible. Sin embargo, incluso así, está lo suficientemente alejada como para que observarla con detenimiento no sea tarea fácil: desde un telescopio en la Tierra, el hombre ve cien kilómetros de la superficie del Sol como vería una moneda a diez kilómetros de distancia. Además, existe la limitación de la presencia de perturbaciones atmosféricas, que disminuyen la visibilidad. Para evitarlas, se lanzan satélites al espacio exterior. Sin embargo, los satélites tienen limitaciones de tamaño. Un telescopio en Tierra puede tener una infraestructura mucho más compleja que uno en el espacio y su coste es mucho menor.

Los principales parámetros que se estudian en una estrella son la luminosidad, la masa, la temperatura y el radio, aparte del espectro electromagnético de la luz que emite. La Astrofísica, que nació a finales del siglo pasado, se basa en que la física y la química en el espacio son las mismas que en la Tierra. A partir de la luz procedente del Sol que llega a un telescopio, se conocen los elementos que lo conforman y en qué proporciones. Esta técnica se puede aplicar a cualquier objeto del espacio. En el caso del Sol, como está muy cerca y produce mucha luz, el espectro puede ser muy dispersado, lo que permite analizarlo en detalle.

Otro tipo de estudio muy utilizado para desentrañar los misterios del Sol es la sismología solar, que es el análisis de las frecuencias con que oscila el Sol con el fin de determinar su estructura interna. Se basa en que, si se da cierta energía a un objeto, éste genera unas oscilaciones que dependen de su estructura física. El Sol es excitado por mecanismos naturales: fulguraciones, explosiones en el núcleo, meteoritos o cometas que caen sobre la atmósfera solar, etc.; como resultado, responde oscilando con una cierta frecuencia que depende de su naturaleza. Evidentemente, no se puede provocar una oscilación solar, no se pueden hacer experimentos con el Sol, sólo se puede observar su reacción frente a distintos estímulos.

La imposibilidad de experimentar es un inconveniente de la Astrofísica en general, que se ve impelida a fiarse de la observación en unas circunstancias concretas para deducir una hipótesis que puede ser invalidada por observaciones posteriores.

La Tierra gira alrededor del Sol tanto literal, con una órbita inclinada, como metafóricamente, ya que su evolución ha ido ligada a él.

El Sol y la Tierra están separados por una distancia de 150x10⁶ km, es decir, en una maqueta con un Sol como una pelota de fútbol y una Tierra convertida en la cabeza de una aguja, la distancia entre ambos objetos sería de unos 30 metros. La luz es aquello que se mueve más rápidamente, a 300.000 km/s, no hay nada que viaje a más velocidad que ella; sin embargo, la luz del Sol tarda ocho minutos en llegar a la Tierra.

La distancia de la estrella a la Tierra es la adecuada para que la vida haya podido aparecer. En el origen del mundo vivo, las moléculas empezaron a reproducirse gracias a la energía de reacciones químicas y del Sol. Por el proceso de la fotosíntesis, las plantas transforman la energía lumínica que reciben en energía química y la incorporan al mundo de los seres vivos incapaces de utilizar directamente la energía procedente del Sol.

De haber estado el Sol más cerca de la Tierra, el calor hubiera impedido la continuidad de las primeras formas vivas; si hubiera estado más lejos, la energía que hubiera llegado a la Tierra habría sido insuficiente y el planeta sería, probablemente, un lugar inhóspito y congelado, ya que la vida requiere que la temperatura se mantenga dentro de un rango determinado, además de unos niveles de acidez. Para el hombre, la presencia del Sol es esencial para su existencia. En fríos o calores extremos, sólo determinados organismos unicelulares son capaces de sobrevivir y, en determinadas condiciones, ni siquiera ellos. El Sol ha sido el radiador de la Tierra durante los 4.500 millones de años transcurridos desde la aparición de la vida en el planeta aunque, actualmente, se considera que el aumento progresivo de la energía producida por el Sol extinguirá la vida en la Tierra en un plazo de 500 a 1.000 millones de años.

Su producción de energía es debida al proceso de transformación de hidrógeno en helio, que ocurre en su interior por un proceso de fusión nuclear: distintos núcleos se combinan produciendo uno mayor cuya masa total es ligeramente inferior a la suma de todas las masas de los núcleos que lo conforman. Esto implica que las proporciones en masa actuales de los elementos químicos del Sol - en la fotosfera, que es donde se pueden medir, un 78% de hidrógeno, un 22% de helio y sólo un 0,2% de metales- varían con el tiempo.

El Sol es un gigante en comparación con la Tierra. Para visualizarlo gráficamente, léanse los siguientes datos: el radio del Sol es el de la Tierra multiplicado por 110; en su interior cabrían un millón de tierras; su densidad es cuatro veces menor que la de la Tierra, pero pesa 300.000 veces más que ella; su fuerza de gravedad es 30 veces la fuerza de gravedad sobre la Tierra. La importancia del Sol para la Tierra es evidente, en cambio, a la inversa, la Tierra es un planeta más del Sistema Solar.

La producción de energía y la actividad solar no son constantes. A pesar de que se sospecha que hay una correlación entre los ciclos solares y el clima terrestre, ésta no ha sido todavía demostrada. Hay que añadir que la influencia del Sol en la vida del hombre actual va mucho más allá del aspecto climático, ya que el ser humano ha colonizado hábitats que, en principio, no le correspondían y que se ven alterados por la actividad solar. Por ejemplo, al proyectar un satélite se deben prever las modificaciones que el Sol introduce en el entorno terrestre, ya que en determinadas circunstancias aparece una fuerza de rozamiento que puede hacer precipitar los satélites hacia la Tierra. Hace unos 30 años, las transmisiones de radio no eran por satélite sino por reflexión de las ondas de radio en la capa atmosférica. Entonces cuando las erupciones solares destruían esta capa, no se podía comunicar con las antípodas. Debido a esto, toda la actividad solar tenía un interés enorme, sobre todo militar, por lo que muchos instrumentos solares estuvieron financiados con créditos procedentes de la investigación militar.

Físicamente, el hombre está adaptado a las características del Sol. Por ejemplo, como el Sol irradia más en el color amarillo que en el resto de colores, el ojo humano ha evolucionado para ver mejor en este color, aunque normalmente se perciba la luz blanca, que es la suma de todos los colores. En la puesta y salida de Sol, la luz se ve más roja debido a la posición de la estrella respecto el horizonte: como el grosor de la atmósfera que atraviesa es mayor, la luz roja sobrevive; en cambio, la azul es dispersada.

El hombre ha variado las condiciones de vida sobre el planeta Tierra. Incluso ha sido capaz de influir en la relación Tierra- Sol, por ejemplo con la elevada emisión de derivados de la combustión de hidrocarburos y otras sustancias que, se cree, son las responsables del adelgazamiento progresivo de la capa de ozono atmosférica y, como consecuencia, de la mayor penetración de un tipo de radiación solar que antes no llegaba a la Tierra. Sin embargo, el hombre es demasiado insignificante para actuar sobre el Sol, una entidad masiva y lejana, cuyo ciclo vital determinará, necesariamente, el del ser humano en la Tierra.

Annia Domènech (IAC)
(Agosto 2000)

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